肝脏干细胞研究及应用前景展望

背景:近年肝脏干细胞移植治疗终末期肝病得到人们的广泛关注,但临床应用中却面临来源有限,细胞数量不足,移植后干细胞往往弥散、流失,且分化率低,无法有效发挥其修复功能等技术问题制约。目的:总结肝脏干细胞组织工程的研究进展,并展望其应用前景。方法:应用计算机检索1999-01/2010-12 PubMed数据库相关文献,英文检索词"liver stem cell tissue engineering"分别与"three dimensional culture,biodegradable materials,biological reactor"组合,并限定文献语言种类为English。共检索到文献241篇,最终纳入符合标准的文献43篇。结果与结论:肝脏干细胞来源有限,而肝脏组织工程需要大量可靠的种子干细胞,三维培养是目前发现行之有效的体外扩增手段。在三维培养条件下,使用不同支架材料和反应器扩增效率及移植效果存在巨大差异,如何确定具有肝脏干细胞特异性的理想扩增条件、改善支架生物相容性以提高移植效率是关键技术问题。未来的研究需要进一步探讨肝脏干细胞特异性扩增生物反应器及肝脏干细胞特异性支架构建等技术难点。

不同来源干细胞神经向分化能力的研究现状

背景:神经系统变性病、脑卒中后遗症、颅脑及脊髓损伤等难治性疾病,多为大量神经元坏死、功能缺失。成年哺乳类动物中枢神经系统损伤后再生能力差,几乎无法产生新的神经元,完成自我修复。因此使损伤或变性的中枢神经组织恢复功能是人类多年来一直未能解决的治疗难题。干细胞的研究应用给神经系统疾病患者带来了希望。目的:干细胞的研究已成为近年的研究热点,检索不同来源干细胞神经向分化的相关文献,对不同来源干细胞神经向分化能力进行比较。方法:应用计算机检索Pubmed相关文献,英文检索词"neuronal differentiation"分别于"embryonic stem cells、bone marrow mesenchymal stem cells、adipose derived mesenchymal stem cells、peripheral blood stem cells、umbilical cord blood ctem cells"组合检索。搜索以1995-01-01/2009-12-31相关文献,并限定文献语言种类为English。对资料进行初审,并查看每篇文献后的参考文献。筛选近年来不同来源干细胞神经向分化的所有文献。结果与结论:理想的种子细胞应具有创伤小,易于获得,易于体外扩增,不涉及免疫排斥致瘤性及伦理学问题等。目前尚未发现具有以上优点的种子细胞。对于理想种子细胞不仅要考虑取材和法律问题更重要的细胞的定向分化能力。神经系统干细胞移植的种子细胞可以根据干细胞神经向分化能力的选择,由于目前对于各种干细胞神经向分化能力的研究存在很大差别,所以尚不能确定理想的种子细胞。未来的研究需要进一步研究不同来源干细胞的神经向分化能力。

细胞间信息交流的新载体——外泌体

外泌体(exosomes)是细胞分泌的纳米级别膜性小泡,在20世纪80年代初就已经被发现,但其在细胞间所起到的信息交流作用,直至最近才开始为人们所认知.应用大规模分析技术使得exosomes中的复杂成分不断被确定,因为其中的脂质、蛋白质和RNA成分在脂质膜的保护下具有充分的生物学活性,可有效发挥对受体细胞的调节作用,引起科学界的极大兴趣,逐渐成为研究热点之一.我们综述了近几年关于exosomes的研究成果,总结了其参与细胞间信息交流的三种主要方式,包括膜表面信号分子的直接作用、膜融合时内容物的胞内调节以及生物活性成分的释放调节.Exosomes的发现使得细胞间的信息交流更加精细和全面,尤其重要的是,它的发现揭示了存在于机体自身的RNA胞间转移途径.我们还进一步综述了exosomes的三种作用方式在神经系统及肿瘤发生发展中的作用,探讨了exosomes在疾病监测、自身免疫性疾病与缺血性疾病治疗中的临床应用价值.在基因治疗领域,由于具有安全有效的靶向运输能力,exosomes将有望成为理想的基因治疗载体.

小窝蛋白-1在细胞衰老及衰老相关疾病中的作用

胞膜小窝(caveolae)是细胞质膜内陷所形成的囊状结构.小窝蛋白(caveolin)是胞膜小窝区别于其它脂筏结构的特征性蛋白分子,维持胞膜小窝的结构和功能,包括3个家族成员小窝蛋白-1、小窝蛋白-2和小窝蛋白-3.其中,小窝蛋白-1是参与胆固醇平衡、分子运输和跨膜信号发放事件的主要结构成分,从而调节细胞的生长、发育和增殖.小窝蛋白-1在细胞衰老中起着重要调控作用,主要通过p53-p21及p16-Rb信号通路抑制细胞增殖、酪氨酸激酶的级联反应,调控粘连信号级联、胰岛素信号及雌激素信号系统等途径调控衰老进程.衰老过程中不同器官小窝蛋白-1变化趋势不尽一致.近年研究还发现,小窝蛋白-1与神经系统退行性疾病、糖尿病、动脉粥样硬化等衰老相关疾病密切相关,通过调节多条信号通路参与这些疾病的发生发展.本文结合最新研究进展,对小窝蛋白-1在细胞衰老进程的作用及参与衰老相关疾病进行综述.

成骨细胞特异性转录因子2与乳腺癌

Runx2为成骨细胞特异性转录因子,调控成骨细胞分化和骨组织的形成.近年来研究表明,Runx2在乳腺癌中可以激活与癌症转移相关的骨基质、黏附蛋白、金属蛋白酶以及血管内皮生长因子,并且Runx2可以与一些联合抑制剂或激活剂形成调控复合体,在亚核结构域中存在,调节基因的转录以及间接地影响乳腺癌细胞的信号通路.除此之外,Runx2还可以与雌激素受体相互作用在某种程度上解除雌激素及其受体在乳腺癌发展中的调控作用.本文主要概括Runx2在乳腺癌中的作用机制,重点综述Runx2在乳腺癌中与雌激素受体相互作用的研究进展.

T型钙通道与乳腺癌

T型钙通道是激活电位低、失活速度快、单通道电导小的电压依赖性钙通道,具有高组织特异性、突出的生理功能及药理学选择性等特点。近年来的研究表明,T型钙通道通过独特的激活失活效应参与细胞内外钙流的振荡,影响肿瘤细胞的增殖过程。值得关注的是正常人乳腺上皮细胞中没有T型钙通道,而在不同分化阶段的乳腺癌细胞中该通道却有表达。实验证实,T型钙通道的表达影响乳腺癌细胞的增殖,通道拮抗剂能够显著地抑制乳腺癌细胞增殖。这一发现为乳腺癌的诊断及靶向治疗药物的研发提供了新的思路。本文概要介绍了近年来T型钙通道与乳腺癌关系的研究进展。

Kv1.5通道蛋白参与人脑胶质瘤细胞的自噬

脑胶质瘤是原发性颅内恶性肿瘤。患者的5年存活率不足1%。目前,除手术切除外,尚无有效的治疗手段。近年来发现,脑胶质瘤发病可能与多种钾离子通道的异常表达有关。自噬是膜包裹部分胞质和细胞内需降解的蛋白质、细胞器,并与溶酶体一起降解其所包裹内容物的生理过程。诱导胶质瘤细胞的自噬,促进其凋亡是肿瘤治疗的一种新策略。本室前期研究发现,电压依赖型钾通道1.5(Kv1.5)参与胞膜小窖标志蛋白质(caveolae,Cav-1)介导的多种肿瘤细胞的增殖和凋亡,但是否参与胶质瘤细胞的自噬并不清楚。本文首先利用不同浓度的K+通道阻断剂四乙胺(tetra-ethylammonium,TEA)、Kv通道阻断剂四氨基吡啶(4-amino-pyridine,4-AP)和Kv1.5通道特异性阻断剂DPO-1(diphenyl phosphine oxide-1)分别在不同时间,作用于人脑胶质瘤细胞U251,观察其对细胞存活的影响。发现DPO-1对U251细胞具有双向作用:低浓度促进存活,高浓度抑制存活。其中,1 mmol/L DPO-1处理6 h,可促进自噬相关蛋白质LC3的表达,而抑制mTOR信号蛋白质的磷酸化水平,表明Kv1.5通道可能参与胶质瘤细胞的自噬。然后,利用基因转染技术分别敲低和过表达Kv1.5通道的蛋白质水平,发现敲低Kv1.5通道蛋白,促进胶质瘤细胞的自噬,激活ERK信号通路,而过表达Kv1.5通道蛋白,则抑制胶质瘤细胞的自噬。进一步利用流式细胞技术观察细胞凋亡,发现改变Kv1.5通道蛋白的表达水平,可诱发细胞早期凋亡。提示Kv1.5通道参与人脑胶质瘤细胞的自噬过程。这为临床利用特异性Kv通道阻断剂靶向治疗胶质瘤提供了新的理论和实验依据。

窖蛋白-1在干细胞增殖、分化及组织修复中的作用

干细胞(stem cell)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,是组织修复和再生的重要资源.胞膜窖(caveolae)是细胞膜内陷形成的一种特殊的脂筏结构,含有丰富的胆固醇和鞘磷脂,在调节细胞內吞作用、蛋白质转运及细胞的信号转导中发挥重要作用.窖蛋白-1(caveolin-1,Cav-1)是组成胞膜窖的主要功能蛋白质,它不但参与胞膜窖的形成,在胆固醇平衡、膜泡运输等方面也发挥重要作用.最新研究发现,Cav-1在干细胞的增殖、分化及组织修复中发挥一定的作用.这里将Cav-1在干细胞中的主要作用进行综述.

体外扩增间充质干细胞功能有效性与移植安全性评价研究进展

间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有多向分化潜能、免疫抑制能力、来源充足、可避免伦理学争议等优点,使其有望成为种子细胞,应用于临床干细胞移植治疗多种难治性疾病。目前通过生物反应器等方法已能实现MSCs的大规模体外扩增,使体外获取足量移植用MSCs成为可能,但扩增MSCs应用于临床移植前还存在着一个急需解决的问题,即MSCs扩增后的安全性和移植有效性评价,目前国内外对这方面研究尚不系统,未建立起有效评价体系,经检索还未发现有就扩增MSCs有效性和安全性的总结性资料。在全面检索相关文献基础上,就MSCs扩增后临床应用有效性、移植安全性两大方面的研究进展作一综述,希望对今后扩增MSCs临床移植提供参考。