脂肪间质干细胞多系分化潜能及应用前景

学术背景:脂肪间质干细胞是一类可以自我更新和多向分化的成体干细胞,体内外在一定诱导条件下,可以向脂肪、骨、软骨、肌肉、神经等组织类型的细胞分化,具有广阔的临床应用前景和研究价值。目的:综述脂肪间质干细胞的多系分化研究进展。检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed数据库1999-01/2007-07的相关文献,检索词"adipose tissue-derived stem cell,cell differentiation,stem cell",并限定文章语言种类为English。共检索到104篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①文章所述内容应与脂肪间质干细胞密切相关。②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准:①重复性研究。②Meta分析。文献评价:文献的来源主要是通过对脂肪间质干细胞多系分化潜能及应用前景方面内容进行汇总分析。所选用的33篇文献中,16篇为综述,其余均为临床或基础实验研究。资料综合:①人脂肪间质干细胞表型特征与骨髓间质干细胞非常相似,CD105,STRO-1和CD166是一直被用来鉴别具有多系分化潜能细胞的常用标记物。②脂肪间质干细胞来源于中胚层,与其他成体干细胞一样具有自我更新和多向分化的能力,通过体外诱导可分化为间充质系的成骨细胞、软骨细胞、成脂细胞;同时还可以跨胚层分化,即横向分化,向非间充质系的心肌细胞、骨骼肌细胞、神经细胞等分化。③与其他干细胞相比,脂肪间质干细胞取材容易、数量充足、能避免引起道德争论;明显减轻患者痛苦,且患者行自体移植可克服免疫排斥;此外在体外适当条件下可导入外源基因,作为基因治疗的目的基因载体。结论:脂肪间质干细胞不仅具有多系分化潜能,还能够跨胚层分化,可作为组织工程的种子细胞来源,具有广阔的临床应用及基础研究前景,为今后的细胞治疗、基因治疗提供新视野。

大鼠应激耐受多系分化细胞的分离、扩增改良技术

目的探讨体外从大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)中分离应激耐受多系分化细胞(Muse cells)及其扩增培养的技术方法。方法分离、扩增、鉴定BMSCs,应用长时间应激方法酶消化分离Muse细胞,悬浮扩增培养4d后Western blot鉴定特异性抗原。结果第3代生长良好的BMSCs中表达CD29、CD90而不表达CD45的占细胞总数的97.89%。长时间酶消化结合悬浮培养后,以酶消化8h组细胞表达CD105显著高于其余各组(P<0.05),符合Muse细胞特征。结论 Muse细胞可由BMSCs经消化分离扩增获得,可望为其进一步研究应用奠定基础。

成人骨髓来源的多系分化持续应激细胞的培养及鉴定

目的:建立一套简便可靠的多系分化持续应激细胞(Muse)体外分离、培养和鉴定体系.方法:利用密度梯度离心法从健康成人骨髓中分离出人骨髓基质干细胞(hBMSCs),流式细胞仪对其进行鉴定;应用长时间胰酶应激法从hBMSCs中分离出Muse细胞;免疫荧光细胞化学法对其进行鉴定,并检测其多能干细胞特性及向三胚层分化的能力.结果:hBMSCs呈CD45-/CD11b-/CD90+;长时间胰酶应激法成功分离出Muse细胞,悬浮呈球状生长;Muse细胞表达SSEA3+/CD105+,Nanog、Oct4、Sox2等多能干细胞标记物表达阳性,贴壁分化后表达三胚层标记物α-SMA、AFP和NF-M.结论:从成人骨髓中成功分离Muse细胞,Muse细胞具有多能干细胞特性及向三胚层分化的能力.

人脐带与人脂肪间充质干细胞中应激耐受多系分化细胞的分离鉴定及分化能力比较

背景:多系分化应激耐受(multilineage-differentiating stress-enduring,Muse)细胞是一种具有自我更新和多向分化潜能、可向3个胚层分化的细胞,并且具有非致瘤性和低端粒酶活性,是组织工程、细胞移植及基因治疗领域的理想种子细胞,为临床上多种疾病的治疗提供了广阔的前景。目的:探讨脐带间充质干细胞与脂肪间充质干细胞分选获得的Muse细胞的生物学特性,为临床研究获得足量的Muse细胞提供实验数据。方法:胰酶长时间消化处理脐带间充质干细胞、脂肪间充质干细胞,锥虫蓝染色及流式细胞仪检测比较不同消化时间下两种细胞的存活率与SSEA-3表达阳性率;通过悬浮贴壁法获取Muse细胞,碱性磷酸酯酶染色检测获取Muse细胞的多能干性,Muse细胞在不同诱导分化液作用下进行多系分化,油红O、茜素红、Von Kossa染色检测比较成脂、成骨诱导分化能力,RT-PCR检测多能干细胞标志基因Oct-3/4,Nanog,SSEA-3的表达及Muse细胞诱导分化后双皮质素、神经元特异性烯醇化酶、脂蛋白脂肪酶、骨桥蛋白、甲胎蛋白的表达变化。结果与结论:①随着胰酶消化时间的延长,脐带间充质干细胞、脂肪间充质干细胞存活率下降,SSEA-3阳性率上升;②悬浮贴壁获得的Muse细胞碱性磷酸酯酶染色呈阳性反应,间充质干细胞碱性磷酸酯酶染色阴性;③Muse细胞SSEA-3、Nanog、Oct-3/4基因表达水平明显高于间充质干细胞,与脐带来源Muse细胞相比,脂肪来源Muse细胞Nanog、Oct-3/4基因表达增加;油红O、茜素红、Von Kossa染色结果显示Muse细胞成脂、成骨能力高于间充质干细胞;④间充质干细胞及Muse细胞在成脂、成骨诱导培养液、神经元细胞诱导液、肝细胞诱导液作用下分化效率不一样,但均高表达脂蛋白脂肪酶、骨桥蛋白、神经元特异性烯醇化酶、双皮质素及甲胎蛋白,Muse细胞相关基因表达高于间充质干细胞;⑤实验结果证明,脐带间充质干细胞、脂肪间充质干细胞在胰酶消化4 h时,SSEA-3阳性率与存活率达到最佳,脂肪间充质干细胞SSEA-3阳性率高于脐带间充质干细胞。脐带间充质干细胞、脂肪间充质干细胞分选获得的Muse细胞高表达多能干细胞基因,具有三胚层分化潜能。

应激耐受多系分化细胞治疗糖尿病足溃疡机制的研究进展

糖尿病足溃疡是糖尿病的严重并发症之一,可导致截肢甚至危及患者生命。糖尿病足溃疡的治疗至今仍是一个难题,目前的治疗方法仍以手术清创为主。间充质干细胞是一种多能干细胞,具有自我更新和多向分化潜能。间充质干细胞中存在一类特殊的细胞——应激耐受多系分化细胞,能够在压力、缺氧、营养物质缺乏等微环境中生存,具有在低氧环境下增加生长因子分泌、促进上皮和肉芽组织生成以及抗炎和免疫调节等特性。因此,深入研究应激耐受多系分化细胞在糖尿病足溃疡中的作用机制,可为糖尿病足溃疡的治疗提供新思路。

应激耐受多系分化细胞的研究进展

应激耐受多系分化(Muse)细胞是一种具有自我更新和多向分化潜能、可向3个胚层分化的细胞,并且具有非致瘤性和低端粒酶活性,其在维持人体内稳态过程中发挥着重要作用。该文就Muse细胞的分离培养、生物学特性等研究进展作一介绍。

骨髓间充质细胞与多系分化持续应激细胞的蛋白质谱分析比较

目的:比较骨髓间充质细胞(hBMSCs)和多系分化持续应激细胞(Muse细胞)蛋白表达的差异。方法:通过密度梯度离心和差速贴壁法从健康人骨髓中分离得到hBMSCs,流式细胞仪检测其中SSEA-3/CD105双阳性细胞;利用长时间胰酶孵育法从hBMSCs中分离得到Muse细胞,利用qPCR技术在mRNA水平检测多能干细胞标记物的表达情况;提取hBMSCs和Muse细胞蛋白,应用iTRAQ标记结合online 2D LC/MS/MS蛋白组学技术定量评估蛋白质表达谱。结果:hBMSCs中SSEA-3和CD105双阳性细胞占0.51%;长时间胰酶孵育法可以成功分离出Muse细胞,悬浮可呈球状生长,且SSEA-3、Sox-2、Oct-4表达均高于hBMSCs;蛋白质谱共检测4 377个蛋白,相对于hBMSCs,Muse细胞有27个上调蛋白和68个下调蛋白。结论:hBMSCs和Muse细胞蛋白表达基本相同,仅有95种蛋白存在差异。

多系分化持续应激细胞保护肠上皮细胞间紧密连接蛋白研究

目的观察大鼠多系分化持续应激(Muse)细胞对肠上皮细胞间紧密连接结构的保护作用。方法贴壁筛选法自大鼠(6只,购自中国食品药品检定院)股骨内分离大骨髓间充质干细胞(BMMSCs),长时间胰蛋白酶孵育法(LTi)自BMMSCs中分离大鼠Muse细胞,流式细胞术标记如白细胞分化抗原(CD)29、CD34、CD90等及特异阶段胚胎抗原-3(SSEA-3)抗体;免疫组织化学法标记Nanog同框蛋白(NANOG)等抗体,定向诱导分化后标记α-甲胎蛋白(AFP)等鉴定其多能分化能力;重组肿瘤坏死因子-α(TNF-α)建立体外肠上皮细胞损伤损伤模型;与Muse细胞共培养后检测细胞增殖能力及桥接蛋白-1(ZO-1)的表达水平及形态,组间比较采用t检验。结果LTi后,大鼠BMMSCs中(2.57±0.57)%能够形成特征性的Muse细胞簇;流式细胞术结果表明,Muse细胞保留了BMMSCs表面分子特征,SSEA-3的阳性细胞比例[(73.2±1.4)%]显著高于BMMSCs[(2.3±0.3)%];免疫荧光实验表明,培养的Muse细胞阳性表达NANOG等多能分化标记,定向诱导分化后分别能够表达AFP等分化标记;Muse细胞与TNF-α炎症损伤的肠上皮细胞共培养后,其增殖细胞比例[(40.06±1.04)%]高于损伤[(23.10±2.05)%]组的细胞(t=12.79,P<0.05)及ZO-1蛋白的相对表达水平(0.55±0.03、0.27±0.01,t=13.03,P<0.05)。结论大鼠Muse细胞具有更加理想的保护炎症损伤肠上皮细胞紧密连接结构的作用。

小鼠胚胎新生造血干细胞的体内分化潜能研究

背景与目的 小鼠胚胎发育早期的新生造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)能够重建辐照后新生受体小鼠的造血系统,最早在胚胎期(embryonic day,E)第9.0 d(简称E9.0)检测到。第一个能够重建成体小鼠造血系统的HSC出现于E10.5的主动脉–性腺–中肾(aorta-gonad-mesonephros,AGM)区。然而,目前关于小鼠E10.5 AGM区细胞移植新生小鼠后的多系分化潜能的研究尚需完善。因此,本研究旨在通过建立新生小鼠移植体系,探究小鼠E10.5 AGM区新生HSC的多谱系重建潜能。方法 将小鼠E10.5 AGM区细胞(CD45.1+CD45.2+)以3个胚胎量移植进辐照(5 Gy)后的新生小鼠(CD45.2+)体内,从移植后4周开始,每月随访受体外周血的嵌合情况。并在移植后28周,通过流式检测分析新生HSC贡献不同组织部位中不同谱系的能力。结果 小鼠E10.5 AGM区细胞在新生小鼠移植后均获得了造血重建(n=4)。移植后28周,受体外周血的平均嵌合率为92.1%±2.0%,骨髓造血干祖细胞群体的嵌合率与之相当。进一步分析不同组织内成熟谱系的嵌合率,发现髓系亚群的嵌合率大多在85%以上,而脑中巨噬细胞(27.7%±6.6%)及非经典单核细胞(Ly6Clow单核细胞)的嵌合率(44.0%±4.0%)较低(P <0.0001)。淋系亚群的嵌合结果显示,腹膜腔和脾脏中B细胞亚群的嵌合率均在70%以上,胸腺中NK细胞的嵌合率(66.5%±5.4%)低于Treg细胞(95.2%±4.2%)和γδ T细胞(93.5%±3.6%)。结论 小鼠E10.5 AGM区来源的新生HSC能够重建辐照后新生小鼠的造血系统,并具有多谱系分化潜能。后续我们将围绕小鼠胚胎AGM区新生HSC特征性表面标志的筛选、胚内AGM区及胚外卵黄囊新生HSC的功能异质性的比较等方面进行深入探究。

脐血来源间充质干细胞的分化潜能

背景:脐血源间充质干细胞是来源于发育早期中胚层的一类多能干细胞,因其具有多向分化潜能的特点而日益受到关注。目的:综述脐血来源间充质干细胞的诱导分化潜能。方法:应用计算机检索Pubmed数据库中1999年1月至2012年12月关于脐血源间充质干细胞分化潜能的文章,在标题和摘要中以"umblical cord blood,mesenchymal stem cells,potential,differentiation"为检索词进行检索。最终选择关于脐血源间充质干细胞分化潜能的52篇文献进行综述。结果与结论:虽然很多实验已经证实人脐血间充质干细胞可以成功向多种细胞系分化,但对其了解程度尚浅。如果能掌握脐血间充质干细胞分化潜能的特点,那么很可能用它来修复许多骨缺损、心肌缺损等。目前研究正处于起步阶段,在分离纯化技术、分化方向的调控、体外扩增、免疫原性等方面尚有待进一步深入研究。

脂肪间充质干细胞的临床研究进展

脂肪组织中存在丰富的成体干细胞,脂肪间充质干细胞由于获取简便,扩增速度快、遗传稳定、抗原性低,为疾病治疗尤其是临床中常规治疗方法难以治疗的疾病带来了新希望。本文综述了脂肪间充质干细胞在再生医学领域的研究进展,并就目前研究中一些争议问题进行了探讨。

间充质干细胞在疾病治疗中的应用潜力

间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSCs)是衍生自中胚层的多能细胞,可产生多种间充质谱系,包括成骨细胞、脂肪细胞、成软骨细胞和肌细胞。MSCs还具有分泌多种细胞因子的能力,可促进血管生成、上皮再生等,在再生医学领域具有巨大的潜力。研究证实,MSCs可通过分化为多种细胞类型促进组织再生,加速伤口愈合;通过分泌细胞因子改善组织纤维化;还可通过携带载体药物诱导肿瘤细胞的凋亡,抑制肿瘤的发展。然而MSCs的成纤维化潜能和促进肿瘤生长的能力降低了MSCs应用于临床治疗的安全性。总结了MSCs在肿瘤、慢性难愈合伤口、纤维化等疾病发展过程中的作用,并进一步讨论了MSCs在临床相关疾病治疗中的潜在应用价值及挑战,以期为间充质干细胞的临床应用提供参考。