不同胚层来源成体干细胞修复周围神经损伤

背景:成体干细胞疗法是周围神经损伤修复与再生领域的研究热点之一。中胚层被视为成体干细胞的理想来源,间充质干细胞具有获得率高、来源广、增殖快等优异性能。而外胚层来源成体干细胞,尤其是神经嵴干细胞,具有神经源性,越来越受到研究人员的关注。目的:对来自外胚层和中胚层的多功能成体干细胞在周围神经损伤修复与再生中的作用及机制进行简要综述,探究不同来源成体干细胞的研究进展与应用前景,并结合临床研究,探讨成体干细胞疗法潜在的应用价值以及亟待解决的问题。方法:第一作者于2024年2月应用计算机在PubMed和SinoMed数据库检索2001年12月至2024年2月相关文献,以“ectodermal stem cells,mesenchymal stem cells,peripheral nerve injury,repair,regeneration”为英文检索词,以“外胚层干细胞、间充质干细胞、周围神经损伤、修复、再生”为中文检索词,最终纳入69篇文献进行分析论述。结果与结论:①外胚层来源成体干细胞具有优异的分化和再生潜能,尤其是毛囊神经嵴干细胞、嗅干细胞、牙外胚层干细胞等,具有神经源性,可在体外表达神经特异性标志物,但目前缺少临床试验研究。②中胚层来源成体干细胞种类多、易获得及纯化,其中骨髓间充质干细胞和脐带间充质干细胞在周围神经损伤修复的应用疗效及安全性方面有相关临床试验支持,能改善感觉及运动神经传导,且在随访中未出现并发症和明显不良反应。骨髓间充质干细胞的获取需行侵入性外科手术且要求患者与捐赠者骨髓配型吻合,应用受到一定限制;而脐带间充质干细胞虽无需侵入性获取,但分离较困难且表型不稳定。③内胚层来源成体干细胞常难以在体外生长,应用受限,目前应用于临床的可能性低。④综合来看,骨髓间充质干细胞仍为周围神经损伤干细胞治疗的首选细胞,适用于无外科手术禁忌且符合配型要求的情况,其次为脐带间充质干细胞,辅以分离方法的改进和表型稳定性的提高策略。⑤牙外胚层干细胞以及脂肪间充质干细胞具有较高应用潜能,有待进一步临床试验,其他外胚层、中胚层来源成体干细胞各以其优异特性在动物及细胞实验研究中具有显著优势。

大鼠胎血与骨髓非造血成体干细胞体外分化能力的比较

为了比较大鼠胎血和骨髓中非造血成体干细胞(non-hematopoieticadultstemcells,NASC)体外培养过程中的生长特性及体外诱导两者向神经元样细胞分化的异同,在无菌条件下采集孕大鼠的胎血和成年大鼠的骨髓,用Ficoll-hypague分离液分离出单个核细胞(MNC)后,种植于含10%胎牛血清的DMEM/LG培养液内。收获的NASC传代培养,用流式细胞仪检测细胞的免疫表型。β-巯基乙醇(β-ME)、二甲亚砜(DMSO)和叔丁基对羟基茴香醚(BHA)诱导NASC向神经元分化,用免疫细胞化学染色检测其特异性标志巢蛋白(nestin)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、胶原纤维酸性蛋白(GFAP)的表达。结果发现传代培养后的两种NASC的形态相似,皆呈均一的梭形;流式细胞仪检测结果示两种NASC的免疫表型无明显差异,表达CD44、CD54,不表达CD11b、CD45;定向诱导的两种NASC具典型神经元形态,免疫细胞化学染色显示nestin和NSE为阳性,但GFAP为阴性。结论大鼠胎血和骨髓非造血成体干细胞的细胞形态、生物学特性无明显差别;两者都可被诱导分化为神经元样细胞;胎血应是NASC的又一来源。

成体干细胞及其分化机理

成体干细胞是存在于胎儿和成人组织器官中具有自我更新,高度增殖和多向分化潜能的细胞,在适当的诱导条件下,可变成不同类型的细胞。成体干细胞的分化是指成体干细胞具有可在体内、体外分化成不同类型细胞的能力,将其分化物植入体内后在各种情况下都能稳定地存活。目前认为分化的可能机制是:多种成体干细胞可能在不同的器官中存在,包括出生后体内仍存在的多能性干细胞。美国Minnesota大学干细胞研究所一系列的研究证明成体骨髓中确实存在具有多分化潜能的成体干细胞,命名为MAPC,能在体外由单细胞分化为具有中胚层系、外胚层系或内胚层系特征的细胞;将其注入胚泡,能分化成各种组织细胞。多能的成体干细胞在今后能用于多个不同器官的变性或遗传性疾病的治疗。

人脐血成体干细胞体外向肝细胞的诱导分化

本研究探讨肝细胞生长因子(HGF)、干细胞生长因子(SCF)与白血病抑制因子(LIF)三者联合诱导人脐血成体干细胞(adultstem cells,ASCs)体外分化为肝细胞的可行性,为肝组织工程提供新的种子细胞来源。采用密度梯度离心法和免疫磁珠分选系统,富集人脐血CD34+细胞进行体外诱导分化。实验分为诱导组Ⅰ:DMEM+HGF(10ng/ml)+SCF(10ng/ml)+LIF(10ng/ml);诱导组Ⅱ:DMEM+SCF(10ng/ml)+LIF(10ng/ml);阴性对照组:DMEM。在培养第21天,用荧光倒置相差显微镜观察细胞形态;以逆转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)、免疫组织化学和免疫荧光分析检测白蛋白(albumin,Alb),人肝细胞型细胞角蛋白(cytokeratin-18,CK18)和甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP)的基因和蛋白表达;用放射免疫分析法测定第7、14、21、23、25天细胞培养上清液中人Alb的含量。研究结果表明:在诱导组Ⅰ中,富集的成体干细胞出现明显的细胞形态、体积和数量变化;细胞变圆,多呈肝细胞样细胞。RT-PCR检测表明,培养第21天诱导组Ⅰ出现较强的白蛋白基因表达,AFP表达较弱,与正常肝细胞相似,诱导组Ⅱ和阴性对照组中均无表达。免疫荧光和免疫细胞化学分别检测Alb、人肝细胞型CK18显示,培养第21天诱导组ⅠAlb和人肝细胞型CK18呈阳性;诱导组Ⅱ和阴性对照组中均未见表达。诱导组Ⅰ细胞培养上清液中Alb含量在第21天达到峰值,第21天后明显下降,与阴性对照相比差异有显著性。结论:人脐血成体干细胞在一定的诱导条件下具有向肝细胞分化的潜能。HGF在诱导脐血成体干细胞分化成肝细胞过程中起主要作用。

小鼠腹白线组织中Sca-1^+成体干细胞的分布

背景:干细胞与经络的关系目前还停留在理论探讨阶段,亟需通过实验进行科学研究。目的:通过实验观察小鼠腹白线脂肪组织Sca-1^+成体干细胞的分布情况,为进一步探讨干细胞与任脉的关系提供实验基础。方法:选取Balb/c小鼠,通过体视显微镜、苏木精-伊红染色观察小鼠皮下胸部前正中线任脉循行部位组织形态特点。以任脉在腹部的体表标志——腹白线为研究对象,通过体视显微镜、苏木精-伊红染色、油红O染色、Masson染色观察小鼠腹白线组织形态特点;通过免疫组织化学染色、多层切片观察小鼠腹白线脂肪组织Sca-1^+成体干细胞分布情况。结果与结论:①首次观察到脂肪组织呈条带状分布于小鼠皮下前正中线任脉循行部位;②首次观察到小鼠腹白线由脂肪组织构成;③首次观察到Sca-1^+成体干细胞沿小鼠任脉在腹部的体表标志——腹白线分布;④该实验只对任脉腹白线段Sca-1^+成体干细胞进行了观察,是在一个小范围的尝试,但这一尝试有可能为探讨任脉功能与干细胞功能提供实验基础与思路。

具骨髓间充质干细胞表型的成体干细胞移植造血

目的为了探索骨髓成体干细胞是否能重建超致死剂量射线照射后小鼠的造血功能。方法采用液体培养分离，培养，扩增雄性小鼠骨髓成体干细胞，作为供体细胞，将受体雌性小鼠预先经Ｃｓ １３７全身照射８５０ｒａｄ后在４ｈ内从尾静脉输入细胞。受体小鼠分为５组，每组１０只：ａ正常小鼠不经任何处理；ｂ输入６×１０６ｃｅｌｌ／只（０．３ｍｌ）新鲜全骨髓；ｃ输入６×１０６ｃｅｌｌ／只（０．３ｍｌ）去基质细胞的造血细胞；ｄ输入６×１０６ｃｅｌｌ／只（０．３ｍｌ）经培养后的成体干细胞，输注细胞后第１天上、下午肌肉注射各一次Ｇｒａｎｕｌｏｃｙｔｅ ｃｏｌｏｎｙ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ（Ｇ－ＣＳＦ）等细胞因子；ｅ注射Ｄ－Ｈａｎｋｓ液０．３ｍｌ ／只。观察各组小鼠的存活情况，小鼠在输注前查尾静脉血，计细胞总数、涂片、分类，输细胞后每周各组分别取小鼠肝、脾、股骨，固定作病理切片，另外一侧股骨冲出骨髓，计数一条股骨有核细胞数、涂片、测定ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔ－ｇｒａｎｕｌｏｃｙｔｅ／ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ（ＧＭ－ＣＦＵ）值。结果输全骨髓组外周血有核细胞和骨髓有核细胞数及ＧＭ－ＣＦＵ值在输注后的第１，２周都高于单输成?

成体干细胞的分化潜能及在修复重建中的应用前景

目的 探讨成体干细胞 (AS细胞 )的分化潜能性及在临床修复重建中应用的可能。方法 检索医学和生物医学文献数据库中关于 AS细胞研究的相关报道 ,并对 AS细胞的最新研究进展作简要总结。结果 AS细胞存在于成体的各种组织中 ,具有自我更新能力和分化潜能性 ;部分成体干细胞 ,如骨髓、皮肤、肝及脂肪等组织中的 AS细胞 ,具有多向分化潜能 ,可向无关组织类型的成熟细胞横向分化 ;AS细胞是组织更新与修复的起源细胞 ,且与肿瘤的发生和衰老密切相关。结论 AS细胞具有多向分化潜能 。

利用成体干细胞治疗糖尿病

糖尿病是一类严重的代谢疾病,正危害着世界上越来越多人口的健康。胰岛移植是一种治疗糖尿病的有效方法,却因供体缺乏和移植后免疫排斥问题制约了其广泛应用。干细胞为具有强增殖能力和多向分化潜能的细胞,是利用细胞替代疗法治疗重大疾病的细胞来源之一,其中成体干细胞因不存在致瘤性及伦理道德问题而被人们寄予厚望。成体胰腺干细胞在活体损伤及离体培养条件下均能产生胰岛素分泌细胞,肝干细胞、骨髓干细胞和肠干细胞等在特定离体培养条件下或经过遗传改造后也均可产生胰岛素分泌细胞,将这些干细胞来源的胰岛素分泌细胞移植到模型糖尿病小鼠中可以治疗糖尿病。因而,成体干细胞可以为细胞替代疗法治疗糖尿病提供丰富的胰岛供体来源。

丹参注射液对小鼠急性心肌梗死后心脏成体干细胞移植的影响

目的研究联合应用丹参注射液对心脏成体干细胞移植治疗小鼠急性心肌梗死的影响。方法将30只小鼠随机分为3组，每组10只，分别为丹参注射液高剂量组[5g／（kg·d）]，丹参注射液低剂量组[0．5g／（kg·d）]和模型对照组。所有小鼠均通过结扎冠状动脉左前降支构建小鼠急性心肌梗死模型，造模成功后立即在梗死周围区域心肌内注射体外培养的小鼠心脏干细胞约2×10^6个-3×10^6个。在心肌梗死前1周及心肌梗死后1周连续给予丹参注射液灌胃。心肌梗死后1周处死小鼠，对心脏组织进行免疫染色，采用CD31检测微血管密度，Ki67染色检测细胞增殖，Masson染色检测心肌纤维化程度，TUNEL法检测梗死周围区域细胞凋亡，Westernblot方法检测小鼠心脏内的丝氨酸，苏氨酸蛋白激酶（Akt）及磷酸化Akt表达情况。结果丹参注射液高剂量组微血管密度及Ki67阳性细胞数较低剂量组及模型对照组显著增加，差异有统计学意义（尸〈O．05）。丹参注射液高剂量组心肌纤维化程度及心肌梗死周围区域细胞凋亡较低剂量组和模型对照组显著降低，差异有统计学意义（P〈0．05）。丹参注射液高剂量组磷酸化Akt蛋白表达水平较其他两组显著升高，各组间差异有统计学意义（P〈0．05）；与模型对照组比较，丹参注射液高剂量和低剂量组总Akt水平显著升高（P〈0．05），但高、低剂量组之间比较，差异无统计学意义（P〉0．05）。结论心脏成体干细胞移植联合丹参注射液治疗急性心肌梗死时，可以增加微血管密度及细胞增殖，减少细胞凋亡及纤维化程度，从而提高成体干细胞移植效率。

肺外成体干细胞移植治疗急性肺损伤研究进展

肺外成体干细胞移植治疗急性肺损伤具有巨大的应用前景。移植入体内的肺外成体干细胞首先在损伤肺组织细胞释放的一系列信号因子的引导下归巢到肺损伤和炎症部位,分化为肺组织细胞(肺上皮细胞、血管内皮细胞等)并发挥相应功能。干细胞移植后不仅具有分化能力,还具有抗炎效应和免疫调节功能,成为目前新的研究热点。

钝性分离联合成体干细胞结膜瓣移植治疗复发性翼状胬肉患者的临床疗效

目的探讨钝性分离联合成体干细胞结膜瓣移植对复发性翼状胬肉患者眼部症状评分(OSS)、视觉模拟评分(VAS)和角膜Shimmura评分的影响。方法选取于我科行复发性翼状胬肉手术患者53例53眼。按照手术分离方式分为钝性组26眼和常规组27眼,前者行钝性分离,后者行常规分离,术中均移植成体干细胞结膜瓣。术后,采用OSS、VAS和角膜Shimmura评分,评价钝性分离联合成体干细胞结膜瓣移植对复发性翼状胬肉患者的临床疗效。结果术后1 d、3 d、5 d、7 d,钝性组OSS、VAS、角膜Shimmura评分均低于常规组且随时间而降低,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。术后14 d,钝性组OSS 1分者1眼、常规组1分者3眼,其余均为0分,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。同期VAS钝性组有1眼1分,为之前最高分者;常规组有2眼1分,1眼3分,非之前最高分者,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。术后14 d,两组角膜Shimmura评分均为0分。术后6个月,两组间复发情况差异无统计学意义(P=1.00)。结论钝性分离能避免锐性损伤,提供微创基面;钝性分离联合成体干细胞结膜瓣移植能更快地降低术后早期自觉症状与眼痛,促进眼表重建。

成体干细胞及其在再生医学中的应用

成体干细胞研究的最主要目的就是有朝一日将其应用于临床疾病的治疗。随着对成体干细胞可塑性研究的不断深入和临床应用研究的不断扩展,人们对成体干细胞最终走向临床应用抱有越来越大的希望。本文就成体干细胞的可塑性及其在四种疾病中应用的基础研究进行探讨。

成体干细胞临床应用的研究进展

成体干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,其“可塑性”的特性在组织和器官损伤修复的临床应用中发挥了重要作用。自体骨髓干细胞移植治疗缺血性心脏病和心肌梗死安全而有效,自体骨骼肌来源的干细胞心肌内注射治疗心肌梗死也有较好疗效；外伤引起的中枢神经系统损伤采用间充质干细胞(MSC)移植治疗,术后症状均有改善；对于眼表面疾病患者来说,自体角膜缘干细胞移植是简单而有效的重建角膜表面和明显提高有效视力的治疗方法；来源于骨髓的成骨祖细胞,在体外生物陶瓷支架上生长扩增后移植于骨损伤部位能显著提高大段骨损伤的治疗效果。有证据显示皮肤和人吸脂术后的脂肪组织内有类似于MSC的多功能干细胞,具有临床应用的良好前景。

成体干细胞的生物学特点及应用前景

成体干细胞存在于人和哺乳动物组织中,具有自我更新和一定的分化潜能。现已从骨髓、软骨、血液、神经、肌肉、脂肪、皮肤、角膜缘、肝脏、胰腺等许多组织中获得成体干细胞,发现部分组织成体干细胞具有多向分化潜能。成体干细胞的研究在再生医学中有十分广阔的应用前景。

血清浓度对脂肪成体干细胞向软骨细胞分化的影响

[目的]比较不同浓度的血清,在转化生长因子-β1(TGF-β1)存在的条件下,对脂肪成体干细胞(ad-ipose-derived adult stem cells,ADASCs)向软骨细胞分化的影响,探讨较为合适的血清浓度。[方法]取成年新西兰兔颈部脂肪组织,剪碎后通过Ⅰ型胶原酶消化,得到脂肪成体干细胞;稳定传代后,分别用含1%FBS和10%FBS的软骨诱导液干预ADASCs 2周,采用MTT检测方法对细胞增殖活性进行比较,应用甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色进行软骨细胞鉴定,利用Leica病理图像软件分析两组间Ⅱ型胶原免疫组化染色后的灰度,比较两组细胞分化的效果。[结果]MTT检测显示10%FBS组细胞增殖活性高于1%FBS组(P<0.05),两组细胞的甲苯胺蓝染色及Ⅱ型胶原免疫组化染色均为阳性,并以10%FBS组更为显著;灰度分析提示10%FBS组Ⅱ型胶原表达量高于1%FBS组(P<0.05)。[结论]体外研究表明,含10%FBS的软骨诱导液更有利于脂肪成体干细胞向软骨细胞方向增殖和分化,这将为作者采用这种新型的干细胞修复软骨缺损做好前期的准备。

影响脐血多能非造血成体干细胞分离的相关因素研究

为了研究低血清条件下从脐血中分离多能非造血成体干细胞的相关影响因素,探索优化培养条件,通过不同培养液、接种密度、首次换液时间对脐血多能非造血成体干细胞生长的影响的比较,并以选定的条件对其培养扩增,进行免疫表型及诱导分化能力检测。结果表明在低血清条件下,DMEM/F12培养液更适合于脐血多能非造血成体干细胞生长;1×106/cm2是原代培养的适宜接种密度,原代第72小时首次换液为最佳换液时问。利用所选条件培养的细胞可在体外持续扩增,并具有良好的分化潜能。结论建立了人脐血多能非造血成体干细胞的体外优化培养条件,为其在组织工程方面的应用作出了新的探索。