人孤雌胚胎干细胞与正常胚胎干细胞分化能力的比较

目的比较人类孤雌胚胎干细胞(pESCs)系与正常胚胎干细胞(nESCs)系的分化能力,探讨pESCs是否和nESCs一样具有多向分化潜能。方法将pESCs和nESCs分别注射到重症联合免疫缺陷(SCID)小鼠体内形成畸胎瘤,瘤体组织切片和HE染色后进行组织学分析;将pESCs和nESCs体外悬浮培养形成拟胚体(EB),利用RT-PCR检测3个胚层主要器官以及滋养层细胞发育关键基因的表达;将pESCs和nESCs定向诱导分化为滋养层细胞,通过流式细胞仪测定人绒毛膜促性腺激素-β(hCG-β)阳性细胞比例以及通过酶联免疫吸附测定(ELISA)进行hCG-β的定量分析。结果在体内生长和体外培养过程中,pESCs和nESCs均能够向3个胚层的细胞类型分化。在SCID小鼠体内可形成畸胎瘤,有神经上皮、软骨、腺上皮等3个胚层的衍生物产生;pESCs和nESCs来源的EB在体外自发分化5～21d后,均检测到3个胚层主要器官以及滋养层细胞发育关键基因的表达;pESCs定向分化为滋养细胞后,可以检测到hCG-β的表达,但其阳性细胞比例和分泌量均低于nESCs。结论 pESCs具有向3个胚层以及滋养层细胞分化的能力,但是向滋养层细胞分化的能力仍低于nESCs。

利用化学小分子实现人胚胎干细胞多能性状态的转化

小鼠胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells,ESCs)具有两种不同的多能性状态-原始态多能性(naive pluripotency)和始发态多能性(primed pluripotency),这两种多能性干细胞在形态、自我更新维持条件、基因表达、表观遗传学特征以及单克隆形成率等方面都存在明显差别。传统条件下分离和培养的人胚胎干细胞(human Embryonic Stem Cells,h ESCs)生物学特征更接近始发态多能性状态,需依赖转基因操作才能获得和维持原始态多能性状态。本研究通过在培养体系中添加化学小分子成功地将已建系的始发态多能性h ESCs转化为原始态多能性干细胞,转化后h ESCs呈紧密、圆形、隆起的三维克隆结构,具有两条活化的X染色体,单克隆形成率提高,基因表达更接近原始态多能性特征。结果提示h ESCs也存在两种多能性状态,不同的体外培养环境可获得具备不同多能性特征的h ESCs。原始态多能性状态的获得使h ESCs在基因治疗、器官再生等领域具有广阔的应用前景,而仅改变培养条件,不依赖基因操作的培养方式大大提高了原始态多能性干细胞应用的安全性。