间充质干细胞来源的外泌体缓解老年小鼠心脏成纤维细胞衰老的研究

目的 通过体外实验探索间充质干细胞来源的外泌体(mesenchymal stem cells-derived exosomes,MSCs-Exo)对老年小鼠心脏成纤维细胞衰老表型的调控作用,并初步探索发挥关键作用的外泌体蛋白。方法 使用超速离心法提取人脐带来源间充质干细胞条件培养基中的外泌体,通过透射电镜、纳米颗粒跟踪分析及Western印迹法进行鉴定。分离18月龄老年小鼠与4周龄年轻小鼠的心脏成纤维细胞,分别作为衰老组和年轻组,加入外泌体干预后的衰老细胞作为治疗组。进行细胞衰老标志物β-半乳糖苷酶染色实验、细胞活力实验和细胞迁移能力实验,对结果做定量分析。基于公共数据库结果,对外泌体的蛋白质内容物进行质控后的GO富集、蛋白互作等生物信息学分析,筛选潜在关键内容物,并结合基因敲低实验与衰老标志物检测进行验证。结果 间充质干细胞来源的外泌体可以显著减少老年小鼠的衰老心脏成纤维细胞衰老标志物β-半乳糖苷酶的表达(P<0.001),同时显著促进细胞活力与细胞迁移速度(P<0.001)。生物信息学分析显示:外泌体蛋白内容物中的P4HA2可能是GO富集程度最高的胶原纤维组织通路中的关键蛋白。敲低P4HA2显著下调MSCs-Exo缓解老年小鼠心脏成纤维细胞衰老的能力(P<0.001)。结论 间充质干细胞来源的外泌体能够对老年小鼠心脏成纤维细胞起抗衰老、促活力、促迁移的效果,而外泌体中的P4HA2蛋白可能是行使上述功能的核心成分。

胆管树干细胞在肝脏和胰腺再生中的研究进展

胆管树干细胞(biliary tree stem cells, BTSCs)是一类存在于胆管壁上胆周腺内的干细胞,具有分化为成熟肝细胞、胆管上皮细胞及胰腺内分泌细胞等类型细胞的多向分化潜能,在肝损伤治疗、糖尿病救治等方面具有巨大应用前景。本文结合胆管及其相关组织的胚胎发育过程、解剖学特征、BTSCs谱系分布特点及分子标志、体外扩增特性、基础及临床研究现状等,对BTSCs的生物学特性进行阐述,并对其在肝脏和胰腺器官再生中的研究进展和应用前景进行总结和展望。

新医学教育模式下的医学学术型研究生培养模式探讨

随着医学教育的不断改革,目前我国医学本科教育之后的研究生培养模式主要分为两种:医学专业型和学术型研究生,前者以临床实践培训为主,后者以科研能力训练为重。作为一种全新的医学培养模式,如何充分发挥其各自的教学优势,成为了医学教育学者们关注的热点问题。笔者根据多年指导学术型研究生进行科研的经验,探讨搭建连通临床和基础研究的实验平台、组建专职科研人员团队、创新科研管理制度、优化考评制度等一系列举措让医学生在研究生阶段培养扎实的科研思维和实验操作能力,为优化医学学术型研究生培养模式提供参考。

中国细胞重编程和多能干细胞研究进展

近几十年是干细胞领域飞速发展的重要时期。随着中国经济实力的发展壮大,科研实力也在稳步增强,干细胞研究领域达到了国际并跑甚至领跑的水平。本文从体细胞核移植、诱导多能干细胞、单倍体多能干细胞和胚胎早期发育研究4个方面,对中国细胞重编程和干细胞领域的研究进展进行了历史性回顾,总结了中国科学家在相关领域所取得的重要科研成果。随着单细胞测序技术的发展,各种发育过程将实现更为深入的解读,干细胞的临床应用在中国也会大放异彩。

纳米示踪剂在移植干细胞活体示踪中的研究进展

近年来,干细胞的再生潜能受到越来越多的关注,干细胞疗法在很多重大疑难疾病临床前实验中显现出的良好治疗效果,让人们对其临床应用充满期待。但由于缺乏有效的干细胞标记探针,干细胞移植后的在体命运转归无法被准确监测,导致其治疗机制和直接疗效不够明朗,这严重阻碍了干细胞疗法的临床转化。最近,一些成像效果稳定、优异的纳米示踪剂的出现给干细胞活体示踪技术的发展带来了新的希望。本文按成像方法分类,对这些纳米示踪剂在移植干细胞活体示踪中的典型应用案例进行了简要综述,重点关注那些可以对干细胞的活死及分化功能状态进行示踪的工作,希望对此领域的未来发展有所启发。

LncRNA在多能干细胞早期谱系分化中的作用与机制研究进展

多能干细胞,包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞,均为未分化的细胞,具有自我更新和多向分化潜能,为细胞分化提供了无限的细胞来源,对基础研究和临床疾病治疗研究具有重要意义。然而,多能干细胞的早期谱系分化和调控机制尚不完全清楚。长链非编码RNA(lncRNA)能通过精确控制基因表达网络决定多能干细胞的分化方向,在多能干细胞的分化中发挥重要作用。总结lncRNA在多能干细胞早期分化中的关键作用和调控机制,将有利于更深入地理解多能干细胞的分化过程,为产生下游专能细胞及临床应用提供新的策略。本文将综述近年来lncRNA在多能干细胞早期谱系分化中的作用与机制,为深入理解多能干细胞的分化和调控机制提供指导。

microRNA调控间充质干细胞成骨分化的研究进展

间充质干细胞是一类体内广泛存在的多能干细胞,具有多向分化潜能,为多种组织器官提供保护及损伤修复。近年来,间充质干细胞向成骨细胞诱导分化用于治疗骨代谢等相关性疾病已成为热点。microRNA(miRNA)作为生物体内重要的小分子非编码RNA,通过转录后调控影响基因表达,参与各种生命过程。研究显示,多种不同的miRNA在间充质干细胞向成骨分化过程中起着核心调节作用。本文结合相关文献,对miRNA调控间充质干细胞成骨分化的作用及机制归纳总结,以帮助全面了解靶向miRNA治疗骨代谢性相关疾病的潜能。

芹糖异甘草苷对小鼠免疫功能的影响及抗肿瘤作用

目的 探讨芹糖异甘草苷(ILA)在体内通过影响免疫系统对小鼠认识水平和抗肿瘤作用的影响。方法 尾静脉注射的方式给小鼠注射ILA;采用水迷宫检测小鼠的认知水平;流式细胞术检测免疫细胞T细胞、B细胞、NK细胞的数量;利用重度免疫缺陷鼠B-NDG进行免疫重建观察ILA与免疫系统的关系;检测脾脏组织免疫细胞T细胞、B细胞、NK细胞数量;B-NDG小鼠血液和海马组织进行RNA测序分析ILA调控的相关信号通路;采用CCK-8法体外检测人宫颈癌细胞活性,初步探讨ILA与肿瘤之间的联系。结果 水迷宫结果表明ILA不能改善小鼠的认知能力。流式细胞术检测免疫细胞中的T细胞、B细胞、NK细胞数量,结果表明ILA能稳定增加正常小鼠血液(P<0.01)和脾脏组织(P<0.01)中NK细胞的数量,ILA能增加重度免疫缺陷小鼠脾脏组织中的NK细胞数量并促进NK细胞的重建(P<0.01)。B-NDG小鼠血液RNA测序结果表明,ILA调控血小板激活、病灶黏附、趋化因子信号通路以及FcγR介导的吞噬凋亡作用,在血小板激活通路中上调Snap23、Rap1b、Fcer1g、Fermt3、p2ry12、Gnai2基因。B-NDG小鼠海马组织RNA测序结果表明,ILA可以刺激Th1和Th2和Th17细胞分化通路,可以激活吞噬小体。CCK-8法结果表明,ILA具有抑制人宫颈癌细胞(C33A)的细胞活性作用(P<0.01)。结论 芹糖异甘草苷能够激活免疫系统增加NK细胞的数量,驱动吞噬作用。同时,芹糖异甘草苷还具有抑制肿瘤细胞生长的作用,可用于抗肿瘤药物的开发。

基于Micro-CT分析补肾方干预骨质疏松症大鼠模型的疗效

目的 基于Micro-CT探究补肾方对去卵巢骨质疏松大鼠股骨骨微结构、骨周围血管体积、骨力学和血清碱性磷酸酶(ALP)的影响。方法 选择3月龄雌性SD大鼠30只,随机分为对照组、补肾方干预组和戊酸雌二醇干预组,10只/组,摘除双侧卵巢。造模3月后,分别用注射用0.9%NaCl溶液、补肾方、戊酸雌二醇灌胃干预4周,通过Micro-CT扫描观察股骨微结构和骨周围血管体积,小动物骨骼强度测定仪测量骨折应力和压碎力,并检测大鼠血清ALP活性。结果 与对照组相比,Micro-CT扫描结果显示,补肾方干预组可明显改善骨密度(P=0.0114),提高骨体积分数(P=0.0006),增加骨小梁数目(P=0.0016),加厚骨小梁厚度(P=0.0050),血管体积(P<0.0001);骨骼强度检测显示,补肾方干预组股骨骨折应力增强(P=0.0044);同时ALP活性增加(P=0.0181)。结论 补肾方能显著改善股骨骨微结构,提升骨周围血管体积,增强骨折应力,提高ALP水平,提示其可能成为今后临床治疗骨质疏松患者的配方。

生长分化因子-11活性域对老年小鼠认知水平的影响

目的探索生长分化因子-11(growth differentiation factor-11,GDF11)活性结构域是否具有延缓衰老,提高老年小鼠认知水平的能力。方法通过质粒转染过表达GDF11的不同结构域;使用转录组测序和加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)寻找GDF11活性结构域的调控功能,以及各结构域之间的调控差异;使用流式细胞术检测细胞周期;通过尾静脉高压注射质粒的方法在老年小鼠体内过表达GDF11不同结构域;使用莫里斯水迷宫实验(Morris water maze,MWM)测试过表达GDF11不同结构域后老年小鼠的认知水平。结果WGCNA分析结果显示,GDF11-C端成熟结构域和GDF11-N端结构域共表达模式相似,都激活了氧化磷酸化和细胞周期信号通路。细胞周期实验结果显示,GDF11-C端活性结构域可以减少细胞周期中G_(1)期细胞的比例(P<0.05),增加S期细胞比例。MWM结果显示,GDF11-C端活性域组老年小鼠第1次到达平台的时间显著短于其他组(P<0.05)。结论GDF11活性域可以通过细胞周期和氧化磷酸化信号通路促进细胞的增殖,同时提高老年小鼠的空间记忆和学习能力。

磁性二氧化硅纳米微球对人源脐带间充质干细胞活性的影响

目的探究磁性二氧化硅纳米微球作为一种干细胞表面的潜在标记物,对人脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells, UCMSCs)的表面干性标志物表达、细胞增殖和迁移能力等生物学活性的影响。方法先采用溶剂热法和St9ber方法制备一种生物相容性高的磁性二氧化硅纳米微球,再通过组织块培养法分离和原代培养UCMSCs,并依次采用显微镜、流式细胞术和三系分化等手段观察与鉴定其干细胞基本特性;其次,将不同质量浓度(1、10、50、100、200μg/mL)磁性二氧化硅纳米微球与上述细胞共孵育,并通过磁分离获得微球标记的干细胞;最后,通过倒置显微镜成像、流式细胞术、CCK-8法检测和细胞划痕实验等技术,评估其对干细胞的细胞形态、表面干性标志物表达、增殖和迁移能力等活性的影响。结果本研究成功分离和原代培养出了具有干细胞基本特性的UCMSCs;显微镜成像观察到不同质量浓度的磁性二氧化硅纳米微球均可标记UCMSCs;CCK-8法检测显示微球在浓度为1μg/mL时能够促进该干细胞的增殖,而随着微球质量浓度(10、50、100、200μg/mL)的增大,其对细胞增殖抑制作用亦增强;流式分析和细胞迁移结果表明10μg/mL微球对标记细胞的表面干细胞标记物表达和迁移能力无明显干扰。结论磁性二氧化硅纳米微球可用于标记UCMSCs,且在低浓度剂量下不会对该细胞表面干性标志物表达、增殖和迁移等活性造成显著干扰。

柚皮素对脂肪间充质干细胞增殖的影响

目的探讨柚皮素在体外对人脂肪间充质干细胞(adipose-derived stem cell,ADSC)增殖的影响。方法采用CCK-8法检测柚皮素对ADSC细胞活性的影响,流式细胞术检测细胞周期,Western印迹法检测P16 ink4a的表达水平,β-半乳糖苷酶染色试剂盒检测细胞衰老的情况,活性氧检测试剂盒检测细胞内活性氧类(ROS)含量,mRNA测序(RNA-seq)分析相关调控信号通路。结果CCK-8结果表明柚皮素在浓度为25μmol/L时能够明显促进ADSC的增殖(P<0.01),流式细胞术结果显示柚皮素能使ADSC快速进入S期,促进了细胞的增殖(P<0.05),Western印迹法检测结果显示柚皮素能够下调P16 ink4a的表达(P<0.05),β-半乳糖苷酶染色检测结果显示柚皮素能够延缓细胞衰老(P<0.01),活性氧检测结果显示柚皮素能够清除细胞内活性氧的含量(P<0.01),RNA-seq结果表明柚皮素能够通过激活核苷酸结合寡聚结构域样受体(NOD-like receptors,NLRs)信号通路上调SOD2基因的表达促进hADSC的增殖。结论柚皮素能够促进ADSC的增殖,其相关机制可能与激活核苷酸结合寡聚结构域样受体信号通路上调SOD2基因的表达有关。

甘草中5种活性物质对人脂肪间充质干细胞的抗衰老作用

目的研究甘草中5种活性物质甘草酸(GA)、甘草苷(LQ)、异甘草苷(ILQ)、芹糖甘草苷(LA)和芹糖异甘草苷(ILA)对人脂肪间充质干细胞(human adipose-derived stem cells, hADSCs)抗衰老效果。方法用CCK-8法测定不同浓度甘草5种活性物质对hADSCs增殖的影响,选择5种化合物的适宜浓度对hADSCs进行培养,并用Ki67染色观察其增殖能力;利用细胞衰老β-半乳糖苷酶(senescence-associatedβ-galactosidase, SA-β-gal)染色法观察细胞衰老情况;用细胞内活性氧类(reactive oxygen species, ROS)试剂盒检测细胞内ROS含量;采用流式细胞仪检测hADSCs细胞周期;实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time PCR)检测p16~(INK4a)、p53、p21 mRNA的表达,测定端粒相对长度;对hADSCs进行成脂和成骨诱导培养,并分别利用油红O和茜素红染色观察脂滴和矿化结节。最后对化合物处理后细胞进行测序分析。结果 CCK-8结果显示,甘草酸、甘草苷、异甘草苷、芹糖甘草苷以及芹糖异甘草苷在hADSCs实验中适宜浓度分别是3.125、3.125、3.125、3.125、6.25μmol/L;在此浓度下,5种活性物质都能使Ki67阳性细胞数目显著增多,使β-半乳糖苷酶阳性数目显著减少;除芹糖甘草苷外能使细胞内ROS水平降低;芹糖异甘草苷能使G_1期细胞比例下降;并且甘草酸、甘草苷和芹糖异甘草苷能使p16~(INK4a)基因表达量下降,能减弱hADSCs成脂分化能力,促进细胞成骨分化能力。结论在甘草酸、甘草苷、异甘草苷、芹糖异甘草苷和芹糖甘草苷5种活性物质中,甘草酸的抗衰老效果最佳,其次是甘草苷和芹糖异甘草苷。

SHANK2遗传变异自闭症谱系障碍男童1例

报道1例5岁患儿,脸面扁平、头颅狭长呈舟状、眼距宽,语言发育迟缓和轻度神经运动发育迟缓。患者及其父母采外周静脉血进行基因组DNA全外显子测序。诊断为自闭症谱系障碍(ASD);患者父母怀孕年龄25/26岁,孕期无异常;患者SHANK2基因exon25存在碱基突变(c.4295C>T),突变来自母亲,但母亲精神正常,没有ASD表型。突变为首次报道。SHANK2基因为高置信ASD风险基因,到目前为止发现变异131种,其中24种家族遗传(19母系,5父系),32种新发突变。SHANK2基因编码蛋白连接突触后膜兴奋性受体与actin,在树突棘和突触连接中发挥作用,其突变可能表现为ASD和智力障碍。

ELL3通过LINE-1调节小鼠细胞原始多能性

人类基因组中有超过50%的序列是转座子序列(transposon elements,TE).转座子又称跳跃基因,是一类可以在基因组中进行自我复制和粘贴的DNA元件[1].转座子主要分为DNA转座子和反转录转座子,其中反转录转座子会先转录产生RNA,再反转录成DNA来完成转座.长散在重复序列(long interspersed nuclear elements-1,LINE-1)是哺乳动物基因组中最丰富的转座元件家族之一,在人类基因组中占比大约为17%[2].