多步骤诱导逐步筛选法建立高效的胚胎干细胞定向分化为胰岛祖细胞的分化方案

目的探讨胚胎干细胞(ESCs)体外定向分化为胰岛祖细胞的分化潜能,应用多步骤诱导逐步筛选法建立高效的胚胎干细胞定向分化为胰岛祖细胞的分化方案,提高胚胎干细胞向胰岛祖细胞分化的效率。方法体外传代培养ESCs,采用逐步筛选分化方案,在不同的分化阶段,给予不同的生长因子诱导分化后,RT-PCR法检测胰腺特异性基因的表达,筛选最佳的诱导因子组合,并用免疫细胞化学方法鉴定相关特异蛋白的表达,从而建立体外高效的定向分化方案。结果从未分化ESCs定向分化为定形内胚层细胞,以活化素A诱导组的Sox17和Foxa2基因表达最显著;从定形内胚层细胞分化到后前肠细胞,以维甲酸+FGF10诱导组的Hnf4a和Hnf6基因表达最显著;从后前肠细胞定向分化到胰腺内胚层细胞,以维甲酸+环杷明+DAPT+Exendin 4诱导组的Pdx1、Ptf1a、Hblx9等胰腺特异性基因表达最显著;从胰腺内胚层细胞定向分化到胰岛祖细胞,以维甲酸+DAPT+Exendin 4诱导组的Ngn3、Nkx6.1、Pax4、Pax6等基因表达最显著。免疫细胞化学方法检测可见胰腺特异性的相关蛋白表达,多数Ngn3+细胞同时表达胰腺特异性基因Nkx6.1和Pdx1。结论应用多步骤诱导逐步筛选法可以建立高效的ESCs定向分化为胰岛祖细胞的分化方案,提高ESCs向胰腺内胚层分化的分化效率,为1型糖尿病的β细胞再生治疗提供试验依据和可行性方案。

人脂肪间充质干细胞向限定性内胚层细胞分化体系的优化

目的探讨activin A、WNT通路激活剂、BMP4以及bFGF信号对人脂肪间充质干细胞(hADSCs)向限定性内胚层(DE)分化的影响。方法基于胚胎干细胞(ESCs)或多潜能干细胞(iPS)向DE分化的诱导体系,建立并优化hADSCs向DE细胞分化的诱导体系。在hADSCs向DE诱导体系中,分别比较不同浓度的activin A、Chir99021替代Wnt3a、添加/去除bFGF以及BMP4等对分化效率的影响。用RT-qPCR检测诱导前后限定性内胚层标志基因FOXA2和SOX17的表达;Western blot检测FOXA2和SOX17蛋白水平;用免疫荧光检测FOXA2和SOX17的表达,鉴定DE分化。结果与ESCs或iPS向DE分化的诱导体系相比,低浓度的activin A,GSK3抑制剂Chir99021替代Wnt3a,去除BMP信号和bFGF信号的诱导方案可以明显促进hADSCs向DE分化的影响(P<0.01)。结论hADSCs向DE分化与hESC/hiPS相比,需要激活不同信号通路,因此最适诱导体系不同。