白血病抑制因子与胚胎干细胞

白血病抑制因子对细胞的生长和分化有多种作用 ,通过与其受体结合传导信号 ,gp1 30与LIF受体 β链的结合激活JAK激酶 (JAK1和JAK2 ) ,JAK激酶磷酸化STAT信号转录子 ,STAT3的磷酸化对于阻止体外培养的干细胞的分化具有十分重要的作用。

不同因子对花鲈胚胎干细胞增殖的影响

胚胎干细胞(ES细胞)是从动物早期发育胚胎中分离出来的具有发育全能性的一种未分化细胞系。维持花鲈胚胎干细胞(LJES1)的体外生长、增殖及未分化状态需要在培养基中添加一些生长因子。实验通过配制省略1种或多种因子的培养基PESM0～10,计数LJES1细胞在各培养基中增殖的数量,确定各种生长因子对LJES1细胞的增殖作用。同时,对LIF因子和bFGF因子的作用进行了重点的研究,发现LIF因子对早期的LJES1细胞增殖几乎没有作用,其主要作用是维持LJES1细胞的未分化状态,但对晚期LJES1细胞的增殖有一定的作用;bFGF因子对LJES1细胞有强烈的刺激增殖的作用;鲈鱼胚胎抽提液(PEE)以及鲈鱼血清(FS)也促进了LJES1细胞的增殖,2-巯基乙醇(2-ME)具有还原血清中的含硫化合物、防止过氧化物对LJES1细胞的损害及促进贴壁的作用,因而也促进了LJES1细胞的增殖。

类胚体中残留细胞分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子的关系

目的研究小鼠胚胎干细胞体外类胚体分化后残留未分化细胞的分化能力,探讨其分化全能性维持与外源性白血病抑制分化因子(LIF)的关系。方法小鼠R1胚胎干细胞体外经20 d的类胚体诱导分化后,胰酶消化为单细胞悬液,在不含LIF的DMEM培养液中贴壁培养。扩增后的细胞用流式细胞仪分析未分化及分化表面标志(CD9、SSEA1和Flk-1)的表达情况。分别于再次类胚体诱导分化前后,RT-PCR检测Oct-4、Nanog、Rex1、FGF5、Nestin、Brachyury、Flk-1和GATA6表达。将扩增后的残留细胞注射至裸鼠皮下,检测畸胎瘤形成能力。Oct-4/GFP转基因小鼠胚胎干细胞在半固体培养基上作单细胞分化,20 d后统计分化残留率。结果在不含LIF的DMEM培养液中的残留细胞呈克隆样生长,表达未分化胚胎干细胞标志CD9、SSEA1、Oct-4、Nanog和Rex1。残留细胞体外可再次诱导分化,表达3个胚层的分化标志。残留细胞裸鼠皮下注射6周后形成畸胎瘤。单细胞分化实验表明,常规培养的小鼠胚胎干细胞中约14%的细胞具有分化残留能力。结论残留胚胎干细胞全能性维持不依赖外源性白血病抑制分化因子;常规培养的胚胎干细胞仅部分具有残留能力。

人类原始生殖细胞的体外培养

为了探讨人原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)的体外分离培养条件及相关影响因素,以小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEF)作为饲养层,室温下用1．25 g／L胰蛋白酶+0．2 g／L EDTA消化人胚胎组织5～9 min,或用1 g／L胶原酶(IV型)消化20～40 min,分离得到PGCs,然后用不同培养液培养,从培养液角度较为系统的研究原代培养人原始生殖细胞的条件。结果表明,在KSR培养液(体积分数15％ Knockout serum replacement+高糖DMEM+10 ng／mL人重组白血病抑制因子(LIF)+4 ng／mL人重组碱性成纤维细胞生长因子+10 ng／mL Forskolin)和STO(建系的小鼠胚胎成纤维细胞)条件培养液中培养的原代人原始生殖细胞,有较高的克隆形成率;培养液中添加不同质量浓度的LIF对克隆形成率影响差异不大。

建立稳定高效表达绿色荧光蛋白和小鼠白血病抑制因子的STO细胞系

目的:建立表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)和小鼠白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)的细胞系,并尝试使用其作为饲养层培养小鼠胚胎干细胞(ESC)。方法:构建含有GFP、mLIF和嘌呤霉素抗性基因的慢病毒粒子,并感染STO小鼠成纤维细胞系,筛选得到稳定表达GFP和mLIF基因的细胞系(STO-GFP-mLIF);通过Western blot和ELISA方法检测STO-GFP-mLIF细胞中LIF基因的表达水平;经不同浓度(5,10,15,20μg/ml)丝裂霉素C处理不同时间(1.5,2.5,3,3.5 h)制备饲养层,并观察细胞在饲养层上增殖情况。将小鼠胚胎干细胞在丝裂霉素C处理过的STO-GFP-mLIF上培养,观察细胞集落生长情况。结果:STO-GFP-mLIF细胞中LIF蛋白表达水平上调(P <0.01);丝裂霉素C抑制STO-GFP-mLIF细胞增殖的最佳浓度及作用时间为10μg/ml与3 h,且小鼠胚胎干细胞可在该饲养层上发育成典型的"鸟巢"状干细胞集落。结论:成功获得了稳定表达绿色荧光蛋白和小鼠LIF基因,同时可维持小鼠胚胎干细胞未分化状态的STO-GFP-mLIF细胞系。

小鼠胚胎成纤维细胞滋养层对小鼠诱导多能干细胞的作用研究

目的:探讨小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)滋养层对小鼠诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSCs)适宜的培养条件及其作用机制。方法:取E12.5~14.5d ICR孕鼠,培养小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs),制备滋养层,收集第2~3代(P2~P3)和第6代(P6)培养2~4d MEFs滋养层细胞培养基(MEF-CM),ELISA检测P2~P3和P6 MEF-CM中Activin A、白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)的浓度水平。i PSCs与滋养层细胞共同培养,并进行细胞鉴定。结果:ELISA检测结果显示P2~P3 MEF-CM中Activin A、LIF的浓度显著高于P6 MEF-CM,差异有显著性意义(P<0.05)。i PSCs呈克隆状生长,细胞鉴定结果显示:拟胚体形成;碱性磷酸酶染色呈阳性;0CT4表达阳性。结论:E12.5~14.5d来源的P2~P3 MEFs滋养层能有效的抑制i PSCs的分裂,支持i PSCs的生长并维持其全能性。

饲养层细胞体系及白血病抑制因子对维持小鼠胚胎干细胞未分化状态的作用

目的建立并筛选最适合的小鼠胚胎干(ES)细胞饲养层培养体系。方法建立7种经过不同处理的鼠胚成纤维细胞作为饲养层培养体系,分别进行小鼠胚胎干细胞的培养,观察7种饲养层培养体系对小鼠ES细胞增殖能力及未分化状态的维持情况。结果小鼠胚胎细胞在3代内均可用于ES细胞的培养。与其他各组比较,第3代培养鼠胚成纤维细胞经丝裂霉素C处理2h后加外源白血病抑制因子(IF,10μg/ml)用作饲养层的克隆形成率和碱性磷酸酶(AKP)染色阳性度最高。结论外源性白血病抑制因子是抑制小鼠ES细胞分化的主要因素。

LIF基因转染的ES细胞生长与分化特性的研究

我们将人D型LIF cDNA以正反两种方向分别克隆到载体pKCR 3,并引入neo^r基因,构建成pSVLD(+)和pSVLD(-)质粒,按磷酸钙沉淀法分别转染ES-5胚胎干细胞,经G418和不同浓度LIF条件培液共同筛选、Nor-thern和Southern分析以及ES-5细胞集落分化抑制能力测定,建立了过度表达分泌LIF的ESL(+)细胞株和表达外源反义LIF RNA的ESL(-)细胞株。我们发现,ESL(+)A2细胞能够在无外源LIF常规培液下至少传13代以上,仍能正常生长和传代,并保持与ES-5细胞同样的体外生长的特征性形态,以及具有干细胞特点和发育多潜能性,表明过度表达LIF确实能使ES细胞完全脱离对外源LIF条件培液的依赖性;而表达反义LIP RNA的ESL(-)细胞对培液中LIF浓度的依赖性明显升高,也更易分化,说明ES细胞内源LIF基因的表达水平虽低,但对于抑制ES细胞的分化仍可能是必需的。形态学观察发现,体外悬滴培养中经10^(-6)mol/L RA诱导后,过度表达LIF并未产生抑制ESL(+)A2细胞分化的现象,和亲本ES-5细胞比较,也未发现其明显改变了10^(-6)mol/L RA对ESL(+)A2细胞诱导分化的方向;而相同条件下,表达外源反义LIF RNA,则使ESL(-)B5细胞更易于向形态明确的细胞包括成纤维样和梭样细胞分化。上述细胞株的建立,提供了一个研究在不添加LIF的常规培液中生长的ES细胞或表达外源反义LIF RNA的ES细胞的生长分化的模型。

视黄醇在白血病抑制因子维持小鼠胚胎干细胞未分化状态中的协同作用

目的研究视黄醇在白血病抑制因子(LIF)维持小鼠胚胎干细胞(mESC)多潜能性中的协同作用。方法实验分为两组,在相同LIF浓度(100U/ml)的mESC常规培养基础上,实验组添加视黄醇,对照组则不添加视黄醇。培养14d后,观察两组碱性磷酸酶(ALP)染色情况及mESC的形态变化,通过RT-PCR及Western blot检测Oct4和Nanog的mRNA及蛋白表达情况。结果两组mESC常规培养14d后,实验组78%mESC处于未分化状态,细胞集落形态维持较好,ALP染色强阳性;而对照组中仅有35%mESC处于未分化状态,ALP染色弱阳性;实验组未分化细胞数量(7.02±0.34)明显高于对照组(4.28±0.37,P<0.05)。RT-PCR及Western blot结果显示:实验组Nanog及Oct4的mRNA表达(分别为204.95±11.24,160.69±11.52)均高于对照组(分别为122.89±9.25,88.21±4.69,P<0.05);实验组Nanog及Oct4的蛋白表达(分别为238.14±14.72、187.16±9.02)均明显高于对照组(分别为205.04±10.03,132.41±15.78,P<0.05)。结论在中等浓度LIF因子作用时添加视黄醇对维持mESC多潜能性有明显作用。

小鼠胚胎干细胞自我更新的机制

小鼠胚胎干细胞(embryon ic stem cells,ES细胞)来源于早期胚胎囊胚期的内细胞团(inner cell m ass,ICM),它具有向小鼠胚胎3个胚层细胞分化的能力,它的另一个特点就是维持未分化的状态即自我更新的能力。小鼠ES细胞自我更新依赖于白血病抑制因子(leukem ia inh ib itory factor,LIF)、血清或骨形成蛋白(bone morphoge-netic prote ins,BMPs)等等。除了外源性的信号通路外,内源性的转录因子对于维持小鼠ES细胞自我更新也十分重要。

建立高效表达猪LIF的猪胚胎成纤维细胞系

该文目的是建立高效表达重组猪白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)的猪胚胎成纤维细胞(porcine embryonic fibroblasts,PEF)系PEF-p LIF,为下一步辅助建立和培养猪nave胚胎干细胞奠定基础。以猪胚胎成纤维细胞的总RNA为模板,利用RT-PCR的方法扩增猪白血病抑制因子基因(LIF),将LIF c DNA连接到真核表达载体p CAGDNA3的启动子下游,构建LIF基因真核表达载体p CAGDNA3-p LIF;利用核转染的方法将p CAGDNA3-p LIF质粒转入PEF;对转染细胞进行G418筛选,得到稳定高效表达重组猪LIF的PEF-p LIF;利用RT-PCR、Western blot鉴定PEF-p LIF中LIF基因及LIF表达情况;使用PEF-p LIF细胞作为饲养层培养小鼠胚胎干细胞,通过对小鼠胚胎干细胞进行碱性磷酸酶染色及细胞免疫荧光染色,对PEF-p LIF维持干细胞干性功能进行初步验证。实验结果显示,成功构建了真核表达载体p CAGDNA3-p LIF;并将其成功转入PEF中,获得高效表达重组猪LIF的PEF-p LIF;以PEF-p LIF作为饲养层成功培养克隆形态正常的小鼠胚胎干细胞。该研究表明,稳定高效表达重组猪LIF蛋白的猪胚胎成纤维细胞系PEF-p LIF可作为饲养层维持小鼠胚胎干细胞的未分化状态,可为下一步建立及培养猪nave胚胎干细胞提供条件。