体外定向诱导人工诱导多功能干细胞向心肌细胞分化

长期以来人们一直在研究心肌再生的可能性。人工诱导多功能干细胞由于其在跨越了胚胎干细胞所面临的医学伦理学问题的同时具有多分化潜能而成为人们研究的热点。在体外定向诱导人工诱导多功能干细胞向心肌细胞分化的试验中,研究者对细胞进行向心肌细胞分化的诱导,检测其分化效率;对分化的心肌细胞进行基因、蛋白水平的验证,并对细胞电生理特性进行比较分析,发现其与正常心肌细胞在各个方面均相似。这些研究为寻找心肌损伤后心肌细胞再生提供了理论基础,并为人们研究心肌细胞在疾病病因学、明确药物效能以及最终的患者特异性治疗方面有广泛的应用价值,为转化医学提供了前景。

干细胞在小口径人工血管内皮化中的应用

背景:小口径人工血管移植后由于血栓形成和内膜增生等原因造成管腔狭窄甚至闭塞,运用干细胞作为种子细胞实现人工血管的内皮化有助于改善血管移植后的远期通畅率。目的:总结干细胞在小口径人工血管内皮化中应用的研究进展。方法:由第一作者检索Pub Med和万方数据库2013-2023年发表的相关文献,英文检索词为“vascular graft,tissue-engineered blood vessel/vascular tissue engineering,endothelialization,stem cells,endothelial progenitor cells,mesenchymal stem cells,induced pluripotent stem cells,embryonicstemcells”,中文检索词为“人工血管,组织工程血管/血管组织工程,内皮化,干细胞,内皮祖细胞,间充质干细胞,诱导多能干细胞,胚胎干细胞”,检索近10年国内外关于干细胞应用于小口径人工血管内皮化的相关文献,初检文献552篇,根据纳排标准最终选取81篇文献进行综述。结果与结论:(1)远期通畅率不理想限制了小口径人工血管的临床应用,造成远期通畅率低下的主要原因是血栓形成和内膜增生。天然血管内皮层具有良好的抗血栓及内膜增生性能,内皮化可以模拟天然血管的特性,是提升远期通畅率的有效手段。(2)小口径人工血管植入体内后会经历体内内皮化过程,但难以形成完整的内皮层。干细胞具有分化为内皮细胞的潜能,体内招募干细胞或将其作为种子细胞种植在人工血管内表面是实现内皮化的研究策略。(3)将内皮祖细胞、间充质干细胞、诱导多能干细胞及胚胎干细胞等作为种子细胞种植均能够一定程度改善小口径人工血管的远期通畅率,且它们各具优势。内皮祖细胞便于获取且可直接用于种植;间充质干细胞来源广泛且具有旁分泌和调节免疫的功能;诱导多能干细胞来源丰富且可消除免疫原性;胚胎干细胞增殖能力强且能多向分化。(4)将干细胞用于人工血管的研究目前仍未转化至临床,未来需要进一步研究并促进临床转化。

糖尿病治疗“双剑合璧”:干细胞移植与人工胰腺的未来之旅

糖尿病这一被称为“甜蜜的痛苦”的疾病,困扰着全球数亿人,许多患者每天不得不与胰岛素、降糖药物等接触。然而,科技的魔力正在改变这一切。近年来出现的干细胞移植和人工胰腺就像为糖尿病患者量身定制的“魔法钥匙”,有望开启糖尿病治愈的大门。干细胞移植:重塑胰腺功能干细胞移植治疗糖尿病的原理主要基于干细胞的自我更新和分化的潜能,医生通过移植具有多向分化潜能的干细胞,如胚胎干细胞或诱导多能干细胞等,让患者体内分化出更多的胰岛β细胞,进而恢复胰岛素的分泌功能,调节血糖水平。

诱导多功能干细胞在青光眼治疗中的应用研究进展

青光眼是一组以视神经萎缩和视野缺损为共同特征的疾病,青光眼和其他视神经疾病导致的视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)损伤和死亡是引起不可逆的视觉丢失或致盲的一个主要原因。诱导多功能干细胞衍生来的RGCs能够为青光眼提供一种新的细胞治疗法。并且,这些细胞能够在人类RGCs的研究进展、基因调控、神经生物学研究中开拓一个新的视野。本文就诱导多功能干细胞衍生的不同类型细胞在青光眼细胞替代治疗等方面的最新研究和应用进展作一综述,以探讨其临床应用前景。

诱导多功能干细胞技术研究进展及应用——2012年诺贝尔生理学或医学奖工作介绍

2012年10月8日,瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔生理学或医学奖评审委员会将本年度诺贝尔生理学或医学奖联合授予英国发育生物学家John B.Gurdon和日本京都大学诱导多功能干细胞研究与应用中心（Center for iPS Cell Research

人胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞饲养层细胞的制备方法

目的建立一种能维持人胚胎干细胞（ESC）和诱导性多功能干细胞（iPSC）生长的饲养层细胞的标准制备方法。方法选取受孕12．5-14．5d的CF-1雌鼠，原代培养的鼠胚胎成纤维细胞（MEF）经丝裂霉素C处理后作为饲养层细胞，观察其维持人ESC和iPSC的生长情况；同时研究不同培养器具所需细胞数量，制备高质量饲养层细胞。结果经丝裂霉素C处理后，MEF可很好维持人ESC和iPSC的生长，使其保持自我更新能力和未分化状态；控制铺板的细胞密度，可得到高质量饲养层细胞。结论本实验得到的饲养层细胞能很好支持人ESC和iPSC生长，可作为饲养层细胞制备的标准方法使用。

诱导性多功能干细胞在长QT综合征中的应用

诱导性多功能干细胞是诱导成体细胞重新编码生成的一类多潜能干细胞。诱导性多功能干细胞可以分化成具有心肌特异性分子标志、结构和功能的细胞。遗传性长QT综合征是一类与QT间期延长有关的遗传性心脏病。通过对长QT综合征家系患者的成体细胞进行诱导,生成诱导性多功能干细胞,并引导其分化成心肌样细胞,利用免疫组化、基因表达分析、全细胞膜片钳记录、微电极矩阵记录等方法对长QT综合征来源的诱导性多功能干细胞并引导其分化成心肌样细胞特征进行研究,对于阐明不同突变导致长QT综合征的发病机制、有效进行药物筛查和心脏毒性试验具有重要意义,并且为在细胞水平治疗长QT综合征提供实验依据。

体细胞核移植技术和诱导多功能干细胞技术的研究比较

本文主要对体细胞核移植技术和诱导多功能干细胞技术的具体操作过程、两种技术当前面临的问题以及他们的应用前景进行了简要说明.

脑卒中细胞治疗中诱导多功能干细胞的应用潜力

目的诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells,IPSCs),方法主要是借助于诱导已分化的一种成熟体细胞异位,对某一个或者某一些基因进行表达,进而重新整编得到的一种多功能干细胞。结果诱导多功能干细胞和胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)有着一定的相似度,不仅仅存在高度增值性,同时也存在多向分化潜能,可以分化成为神经元。结论 IPSCs具有无道德伦理障碍,无免疫排斥,取材方式简单、无创等优点,为脑卒中的细胞治疗提供了新的希望。现就近年来与i PSCs治疗脑卒中相关的研究作一综述。

诱导多功能干细胞治疗阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种多因素相关的复杂性疾病,临床主要表现为记忆力逐渐丧失和认知功能障碍.目前尚无有效的治疗方法.由AD病人来源的诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)分化成的神经元具有AD的相关病理表现,是AD发病机制研究和潜在药物筛选的模型之一.由于iPSCs的分化潜能,iPSCs又能分化为不同类型的神经细胞改善AD的症状.iPSCs相关研究成为目前AD研究的热点之一.本文主要综述iPSCs在AD病理机制研究和AD治疗中的作用.

诱导多功能干细胞的研究进展

背景:由于胚胎干细胞移植存在致瘤性和伦理学争议,有关胚胎干细胞的研究及临床应用存在较大的限制。2006年Yamanaka实验室利用Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc4种因子将鼠成纤维细胞重编程为诱导多功能干细胞,标志着一种新型类胚胎干细胞的问世。目的:了解诱导多功能干细胞的研究进展和应用前景。方法:由第一作者检索2006/2010PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://g.wanfangdata.com.cn/)有关诱导多功能干细胞的产生、细胞特征、产生技术的研究进展及应用前景等方面的文章,英文检索词为"induced pluripotent stem cells,defined factors,reprogramming,vectors,disease",排除重复性研究,共保留其中的69篇进行归纳总结。结果与结论:诱导多功能干细胞研究在诱导因子种类,因子导入方式,重编程效率及应用研究等诸多方面取得进展。然而体细胞重编程为诱导多功能干细胞仍存在一定的风险,重编程效率还非常低。一旦解决诱导多功能干细胞的安全性和重编程效率问题,诱导多功能干细胞就可被广泛应用于疾病模型,药物测试,细胞移植及患者和疾病特异性多功能干细胞的建立等诸多方面。

再编程诱导多功能干细胞的研究现状和应用前景

干细胞（stem ceils．SC）是一类具有自我复制能力（self-renewing）的多潜能细胞，在一定条件下．它可以分化成多种功能细胞。自从20世纪末美国Science（《科学》）杂志连续两年将干细胞生物学和干细胞生物工程评为世界十大科学成就之首以来．干细胞领域就持续成为国内外医学和生物学研究的热点。2007年11月20日，《细胞》和《科学》杂志分别发表了日本和美国研究人员各自独立完成的一项研究．

诱导多功能干细胞治疗脊髓损伤的现状及思考

背景: 目前对脊髓损伤的治疗方法有激素冲击治疗,急诊手术减压及最新发展的干细胞治疗等方法。已有大量工作聚焦于干细胞治疗脊髓损伤的研究方面,并已成为热点。目的: 综述诱导多功能干细胞治疗脊髓损伤的相关研究现状及未来发展趋势。方法: 应用计算机检索PubMed数据库1980年1月至2012年12月期间的相关文章,检索关键词为"spine injury,induced pluripotent stem cells,IPS"。结果与结论: 共纳入35篇文章,均就诱导多能干细胞治疗脊髓损伤持赞同或支持态度。结果表明,诱导多功能干细胞直接来源于自体分离得到,解决了干细胞移植中伦理以及道德等问题,同时避免了异体排斥反应也为移植提供了大量的细胞来源。对于脊髓损伤的治疗方面目前只有动物实验及少量临床实验支持,但其在动物实验中效果良好,安全性较高。诱导多功能干细胞治疗脊髓损伤现存的问题主要是诱导多功能干细胞的诱导分化方法不成熟,并发症也较多。因此,诱导多功能干细胞的诱导分化及使用安全性将成为研究关键。

哺乳动物诱导多功能干细胞(iPSc)的技术研究进展

诱导型多能干细胞(iPSc)具备胚胎干细胞的分化潜能,同时又回避了伦理问题,因此具有广泛且重要的临床应用价值。然而,目前iPS技术仍然存在致癌性、效率低等一系列问题。针对这些亟待解决的问题,本文综述了最近几年国内外在iPS细胞研究领域中的发展现状及研究方法,并探讨该领域中急需解决的问题和发展前景,以为诱导性多功能干细胞的研究提供一定的借鉴。

诱导多功能干细胞分化为脊髓神经元的代表性标志物的鉴定

近期引起广泛关注的诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)的成功开发为神经再生提供了一条新的思路。由病毒或非病毒的方法传输重要的转录因子对体细胞进行重编程而产生的iPS细胞,除了拥有胚胎干细胞所具有的各种分化潜能外,它还绕开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题,为再生医学和组织移植提供充足的细胞来源。然而多能性的干细胞注射至体内并不能自动分化为各种成体细胞,因此移植多能性干细胞的关键一步就是需要在体外优化分化条件使之达到最恰当、最适宜移植的程度,这样才能够在移植后迁移至神经受损部位,达到在结构和功能上的修复或替代。本篇综述以细胞治疗神经损伤中的脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)疾病模型为出发点,以iPS细胞向脊髓神经元分化为方向,综述探讨鉴定与区别脊髓中的神经元的各类特定标志物。该篇文章的重要研究意义在于一方面利用这些特定的标志物可以区分从多能干细胞分化为各类神经细胞的混合细胞鉴定筛选出分化为神经元细胞的比例,从而找出最优分化条件;而在另一方面利用这些标志蛋白在体内鉴定已经移植的神经细胞前体如何可以进一步分化为神经元细胞,从而可以进一步探讨移植的不同神经细胞在再生修复中的作用与机制。

诱导多功能干细胞来源肝样细胞体内抗肝纤维化

背景:诱导多功能干细胞具有与胚胎干细胞相似的自我更新、增殖及分化能力,无来源限制,又不存在伦理问题,有望成为治疗肝病的细胞来源。目的:观察诱导多功能干细胞来源肝样细胞体内移植对肝纤维化的改善作用。方法:采用三步法将诱导多功能干细胞诱导分化为肝样细胞,采用糖原染色、LDL摄取实验、免疫组织化学法检测诱导分化细胞合成糖原能力、摄取LDL能力和甲胎蛋白、白蛋白、CK18蛋白表达。取成年雄性SD大鼠45只(由中南大学湘雅医学院附属海口医院医学实验动物中心提供),随机分为3组,分别为正常对照组、模型组、细胞移植组,每组15只。模型组、细胞移植组以腹腔注射四氯化碳方法建立肝纤维化模型,造模后第3天,细胞移植组尾静脉注射0.5 mL诱导分化21 d的肝样细胞,细胞浓度为2×10~9 L^(-1)。细胞移植后4周,取静脉血与肝组织标本,分析肝功能及肝纤维化指标变化与肝病理改变。结果与结论:(1)诱导分化21 d后,人诱导多能干细胞克隆团已经松散,以类圆形或多角形为主,呈铺路石样分布并密集排列,糖原染色可见细胞胞浆内有大量聚集的粉红色糖原,具备摄取LDL的能力,免疫组织化学法观察甲胎蛋白、白蛋白与CK18呈阳性表达;(2)细胞移植后4周,与正常组比较,模型组白蛋白水平显著降低(P <0.05),直接胆红素、间接胆红素、谷草转氨酶、谷丙转氨酶及Ⅳ型胶原、血清透明质酸酶、血清Ⅲ型前胶原水平均显著升高(P <0.05)。与模型组比较,细胞移植组白蛋白水平显著升高(P <0.05),直接胆红素、间接胆红素、谷草转氨酶、谷丙转氨酶及Ⅳ型胶原、血清透明质酸酶、血清Ⅲ型前胶原水平均显著降低(P <0.05);(3)细胞移植后4周,细胞移植组炎性细胞浸润、肝细胞变性与坏死程度较模型组均有不同程度的改善;(4)结果表明,诱导多功能干细胞来源的肝样细胞对大鼠肝纤维化具有明显改善作用。

一种改良的小鼠诱导多功能干细胞(iPS)向树突状细胞(DC)分化的方法

目的建立一种简便经济的小鼠诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS)向树突状细胞(dendritic cell,DC)分化的方法。方法采用三段式培养法,将iPS细胞培养于op9细胞上,使用添加细胞因子GM-CSF(10 ng/mL)和IL-4(10 ng/mL)的培养液,经过17天的培养收集到iPS诱导的DC,通过显微镜及细胞涂片观察细胞形态,流式细胞术检测细胞表面分子,抗原吞噬实验和混合淋巴细胞培养实验等对其形态、表面分子及细胞功能进行检测及评估。结果本研究获得的iPS-DC在细胞形态上表现出明显的树突状特征;细胞表型上呈CD11b、CD11c双阳性;未经脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激的细胞呈未成熟DC的状态:细胞表面的第一信号分子MHCⅡ及第二信号分子CD40、CD80、CD86低表达,具有很强的抗原吞噬能力;经LPS刺激后细胞具有成熟DC的特征:MHCⅡ、CD40、CD80、CD86的表达均增高,同时具备对初始T细胞的激活能力。结论本研究改良了小鼠iPS细胞向DC分化的方法,缩短了培养时间,节省了培养成本。

日本诱导多功能干细胞培养技术获欧洲专利

日本京都大学日前宣布,该校教授山中伸弥开发的诱导多功能干细胞（iPS细胞）培养技术在欧洲获得专利,成为日本相关技术在欧美获得的首个专利.当地媒体认为,此举使日本在再生医疗领域取得领先地位.诱导多功能干细胞,是动物体细胞经过诱导因子处理后转化而成的干细胞.它具有和胚胎干细胞类似的功能,

超顺磁性氧化铁标记对诱导多功能干细胞体外分化的影响

背景:超顺磁性氧化铁标记技术是一种经典的干细胞活体无创示踪手段,目前已广泛应用于干细胞移植相关的基础与临床研究中。诱导多功能干细胞是目前最有潜力用于细胞移植治疗的种子细胞之一,超顺磁性氧化铁标记技术是否也能够用于诱导多功能干细胞的无创示踪,关键看该材料标记后是否严重影响细胞的分化,目前这方面的研究鲜有报道。目的:探究超顺磁性氧化铁标记对诱导多功能干细胞体外分化的影响。方法:分离、培养大鼠皮肤成纤维细胞,用高效重组载体和病毒包装含有目的基因(Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc)的质粒共转染293T细胞,进行病毒包装和生产。使用包装有目的基因的慢病毒载体感染大鼠皮肤成纤维细胞,得到诱导多功能干细胞。实验分2组:实验组诱导多功能干细胞采用超顺磁性氧化铁体外标记后行神经诱导分化,对照组诱导多功能干细胞(未用超顺磁性氧化铁体外标记)直接行神经诱导分化。对磁标记诱导多功能干细胞进行普鲁士蓝染色和透射电镜观察。免疫组化检测诱导分化后神经元特异性烯醇化酶的表达,流式细胞仪检测分化为神经元样细胞及胶质样细胞的比例。结果与结论:(1)超顺磁性氧化铁粒子标记后普鲁士染色和透射电镜观察可见细胞胞浆内含致密铁颗粒;(2)诱导多功能干细胞进行神经诱导分化后神经元特异性烯醇化酶呈阳性表达;(3)实验组诱导多功能干细胞分化为神经元样细胞及胶质样细胞的比例与对照组相比差异无显著性意义(P>0.05);(4)结果表明,超顺磁性氧化铁粒子标记对诱导多功能干细胞向神经元样细胞分化无明显影响,合理应用这种新型细胞标记术将促进对再生医学种子细胞的研究。

日本授予世界首个诱导多功能干细胞相关专利

近期，日本京都大学开发的诱导多功能干细胞（iPS细胞）培养方法被日本特许厅授予专利，成为世界首个获得批准的iPS细胞相关专利。本次获批的专利内容是“将4种基因植入普通体细胞，可使体细胞转变成拥有分化为各种组织细胞能力的iPS细胞”，专利有效期到2026年12月。