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间质干细胞用于组织工程软骨分化的优化体系
编辑人员丨5天前
关节软骨缺损是常见的一种关节损伤,但由于软骨组织的特殊性,修复能力受到限制,常常进展为较为严重的骨关节炎,给许多患者带来极大的痛苦和经济负担。软骨组织工程的发展为这些患者带来福音的同时,也面临着极大的挑战。间质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)因其自体来源、易扩增、具有软骨分化潜能的特点而受到广泛重视,常常被作为软骨组织工程的种子细胞。在常用的间充质细胞移植分化关节软骨的治疗策略中,体外的预培养与分化显示出较好的治疗效果,即从自体收集得到的间质干细胞经浓缩后在体外先进行培养和诱导分化,得到一定数量的分化软骨细胞后,再将细胞与培养基质一起共同移植到患者体内。但是,目前利用间质干细胞获得的组织工程软骨还不能完全满足临床治疗的要求。而且由于疾病类型、程度和个体化差异,间质干细胞源性的组织工程软骨移植治疗的可优化因素多样;针对同一类型疾病的治疗,优化体系仍无统一公认的标准。为了获得能更好适应人体及临床要求的关节软骨组织,所以主要针对间质干细胞在骨科疾病治疗的可优化因素研究现状进行归纳、总结及分析,从环境因素、支架选择和种子细胞三个方面总结间质干细胞在体外进行软骨诱导的可优化因素,为利用间质干细胞获得更优良的组织工程软骨以及建立更好的优化体系提供了研究思路。
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编辑人员丨5天前
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诱导多能干细胞促进糖尿病足溃疡愈合的研究进展
编辑人员丨5天前
糖尿病足溃疡等慢性创伤在人群中广泛流行,给患者和社会都带来了巨大的负担。而在现有的治疗方式下,糖尿病足溃疡往往愈合不良且容易复发,因此找寻新型疗法显得尤为迫切和重要。干细胞疗法作为一种新兴的治疗方式,其在糖尿病足溃疡愈合中的作用已得到大量基础和临床研究的证实。然而,由于获取干细胞往往依赖于侵入性手段,免疫排斥和移植后的细胞存活率低等问题也限制了干细胞疗法的大规模应用和推广。近年来,随着诱导多能干细胞(iPSC)技术的发展和进步,其在糖尿病足溃疡的治疗中表现出很强的转化潜能。该文将围绕iPSC在包括糖尿病溃疡和肢体缺血在内的创伤愈合动物模型中的应用及前景、临床应用的局限性和改善安全性的方法展开综述。
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编辑人员丨5天前
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骨髓间充质干细胞移植治疗青光眼视神经损伤研究进展
编辑人员丨5天前
青光眼是以视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡为基础,以视野缺损和视神经萎缩为特征的神经退行性疾病,视神经损伤后无法再生,最终导致视功能不可逆损害。近年来干细胞治疗成为组织修复和再生的研究热点,在神经退行性病变领域的应用受到广泛关注。骨髓间充质干细胞(BMSCs)具有自我增生和多向分化潜能,在特定条件下通过诱导能够向视网膜神经元样细胞进行转化,并经玻璃体腔注射、视网膜下腔注射以及自体归巢途径进行眼内移植,BMSCs在损伤视网膜局部发挥多重生物学作用;通过细胞替代、旁分泌营养因子和细胞因子以及外泌体等多种机制及信号通路,参与视神经以及视功能的保护和修复,减少RGCs的凋亡,延缓视网膜神经纤维层丢失和视神经萎缩,为青光眼等视神经退行性疾病受损细胞及视神经修复提供新的治疗手段。本文将通过BMSCs诱导分化、细胞移植途径以及BMSCs对青光眼视神经损伤修复的机制进行综述。
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编辑人员丨5天前
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水凝胶三维培养对神经干细胞增殖特性及分化潜能的研究实验
编辑人员丨5天前
目的:观察对比神经干细胞(NSC)在Matrigel水凝胶培养和悬浮培养的神经干细胞的生长形态、增殖、分化潜能、细胞产量及存活率等情况。方法:分离提取孕12~13 d胎鼠大脑组织中的神经干细胞,用悬浮培养、三维Matrigel水凝胶支架培养2种培养方案传代神经干细胞,分别进行形态学观察分析,免疫组织化学荧光术鉴定巢蛋白(Nestin)和Sox-2的表达,及流式细胞术鉴定免疫表型;用10%的胎牛血清诱导分化培养基诱导神经干细胞分化后,行免疫荧光染色鉴定神经干细胞的终末分化细胞:神经元、少突胶质细胞、星形胶质细胞,对应特异性标记物分别为NeuN、CNPase、GFAP。结果:免疫荧光鉴定P1代NSC,Nestin和Sox-2双阳性表达;P2代流式细胞鉴定Nestin∶90%,证明从胎鼠大脑能够获取纯度较高的神经干细胞;台盼蓝染色计数表明Matrigel基质胶三维培养方案细胞产量明显升高,是悬浮培养方案的5~10倍,收取的神经干细胞的存活率较悬浮培养稍增高,但无统计学差异意义( P=0.0812)。本试验两种方法培养的NSC均具多向分化性能,均能分化成神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞,分化后各终末细胞所占比例基本一致( P值分别为:0.1302;0.1108;0.1605)。 结论:相比于悬浮培养,三维Matrigel水凝胶支架方案培养出的NSC,具有活性高,增殖能力强,消化后死亡率低,细胞产量大,能达到悬浮培养的5倍以上,能稳定传代及便于细胞形态学观察等优点,并在连续传至多代后仍能保持NSC的基本特性和多向分化潜能。
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编辑人员丨5天前
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不同年龄组脂肪干细胞生物学特性的研究
编辑人员丨5天前
目的:探讨不同年龄组人脂肪干细胞(ADSC)形态学、衰老特征、分化潜能、表面标志物表达、增殖能力差异,ADSC对成纤维细胞(Fb)增殖、迁移的影响。方法:2020年1—12月,取解放军联勤保障部队第九四〇医院烧伤整形科27例美容就医者的脂肪组织,年龄0~59岁。按供体年龄分为0~9岁组(4例)、10~19岁组(4例)、20~29岁组(5例)、30~39岁组(5例)、40~49岁组(5例)、50~59岁组(4例)6个组。获取各组ADSC传代培养,观察各组形态学特征,CCK-8法检测各组ADSC增殖能力,体外成脂、成骨诱导检测各组ADSC分化潜能,流式细胞仪检测各组ADSC表面标志物表达水平,qPCR检测各组(HGF)、(PPAR-γ)、Ⅲ型胶原酶、(DbX2)表达水平。收集同期1名健康对照者皮肤组织,获取Fb并传代培养至第二代,制备不同年龄组ADSC条件培养基(ADSC-CM),通过CCK-8法检测各组ADSC-CM培养Fb的增殖能力,细胞划痕法检测Fb的迁移能力。用SPSS 21.0软件进行数据分析。结果:6个年龄组细胞均呈典型梭形,低龄组细胞可见细胞核小,细胞形态均匀相似;>20岁组细胞细胞核较大,形态不均匀。ADSC细胞增殖能力随年龄增长逐渐降低。ADSC成脂、成骨分化能力随年龄增加逐渐下降。各组ADSC间充质干细胞阳性表面标志物表达率均>93%。PPAR-γ、HGF、Ⅲ型胶原酶表达水平均随年龄增长而下降;DbX2表达水平随年龄增长而呈上升趋势。各组SA-β-GAL染色阳性细胞数随年龄增长而上升。各组ADSC-CM均可促进Fb增殖,但各组间差异无统计学意义( P>0.05);随着年龄增加,ADSC-CM促进Fb迁移能力逐渐下降。 结论:人ADSC增殖能力、多向分化能力、分泌多种促进Fb增殖和迁移的细胞因子能力随着年龄增长出现下降趋势,但ADSC成脂分化能力从40岁后才出现明显下降,各年龄组ADSC都可促进Fb增殖和迁移。
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编辑人员丨5天前
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1型糖尿病治疗的新希望:人化学诱导多能干细胞衍生胰岛细胞移植
编辑人员丨5天前
基于人多能干细胞的再生医学为1型糖尿病的治疗带来了全新的可能。人多能干细胞具备无限的增殖潜能和向人体任何细胞分化的潜能,通过定向分化技术,可以利用人多能干细胞在体外大规模制备人胰岛细胞,用于糖尿病的细胞替代治疗。
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编辑人员丨5天前
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TREX1突变的Aicardi-Goutières综合征诱导多能干细胞模型的建立
编辑人员丨5天前
本研究建立和鉴定TREX1基因667G>A突变的Aicardi-Goutières综合征(AGS)患者来源的诱导多能干细胞(iPSCs),获得Aicardi-Goutières综合征的诱导多能干细胞模型(AGS-iPSCs)。2020年12月中山市人民医院收治了1例Aicardi-Goutières综合征的3岁男性患儿,在家属知情同意下,收集患者5 ml外周血标本并分离单个核细胞。利用仙台病毒将OCT3/4、SOX2、c-Myc和Klf4四种转录因子转导外周血单个核细胞(PBMCs),将其重编程为诱导多能干细胞。通过形态学、RT-PCR、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)染色、免疫荧光、体内畸胎瘤分化潜能实验及核型分析对其多能性和分化能力进行鉴定研究。结果显示成功构建Aicardi-Goutières综合征的诱导多能干细胞系,稳定传代后显示出典型的胚胎干细胞样形态,RT-PCR呈现出干细胞标志物的mRNA表达,AP染色阳性,OCT4、SOX2、NANOG、SSEA4、TRA-1-81和TRA-1-60多能性标记蛋白均为强阳性表达,体内畸胎瘤形成实验表明iPSCs可向外胚层(神经管样组织)、中胚层(血管壁组织)和内胚层(腺体样组织)分化,核型分析也证实了iPSCs仍保持原有核型(46,XY)。综上,本研究利用仙台病毒成功建立了Aicardi-Goutières综合征诱导多能干细胞系,为研究该疾病的发病机制和药物筛选提供了重要的模型平台。
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编辑人员丨5天前
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诱导多能干细胞在遗传性疾病研究中的应用
编辑人员丨5天前
疾病细胞模型是了解疾病发病机制以及筛选治疗药物的重要工具之一。从活体组织或者体液分离获取的原代细胞与患者基因型相同,是构建疾病细胞模型的重要细胞来源之一。尽管原代细胞具有诸多的优点,但是原代细胞分离费时费力且难以在体外培养扩增。干细胞具有持续增殖以及分化成其他细胞类群的潜能,相比于原代细胞,其在疾病细胞模型的构建更具有潜力。根据干细胞的来源不同,可将其分为成体干细胞和胚胎干细胞。目前已有胚胎干细胞用于构建疾病细胞模型的相关报道,但是该项技术涉及的伦理道德问题相对复杂,其发展前景并不理想。诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)技术的出现解决了胚胎干细胞引起的人伦道德问题,为疾病细胞模型的构建提供了新方法。本文主要对诱导多能干细胞在神经退行性疾病、心律失常以及石骨症等人类遗传性疾病研究中的应用进展进行综述。
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编辑人员丨5天前
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外源性肿瘤坏死因子α对三维环境下小鼠间充质干细胞向汗腺细胞分化的影响及机制
编辑人员丨5天前
目的:探讨外源性肿瘤坏死因子α(TNF-α)对三维环境下小鼠间充质干细胞向汗腺细胞分化的影响及其分子机制。方法:(1)取5只6~8周龄雌性C57BL/6小鼠,用烫伤仪在每只小鼠背部制成1个1 cm 2深Ⅱ~Ⅲ度烫伤创面。伤后1 d,取创面全层皮肤组织,采用酶联免疫吸附测定法检测组织中TNF-α浓度。(2)将0.9 g明胶和0.3 g海藻酸钠混匀后溶于30 mL磷酸盐缓冲液中制成水凝胶,取10只1 d龄雌雄不明C57BL/6小鼠足底全层皮肤研磨成真皮匀浆,从10只7 d龄雌雄不明C57BL/6小鼠股骨和胫骨中分离培养间充质干细胞。混合8 mL预热水凝胶、1 mL小鼠足部真皮匀浆、1 mL第2或3代终浓度为1.5×10 5个/mL间充质干细胞悬液,利用三维生物打印机在培养皿中打印出纵横交错的圆柱块共12块。打印块用25 g/L氯化钙溶液交联10 min,加入间充质干细胞培养基常规培养12 h后,按随机数字表法分为空白对照组和TNF-α处理组,每组6皿、6块。2组打印块均更换新鲜的汗腺诱导培养基培养,TNF-α处理组培养基中另加入终质量浓度为20 ng/mL的TNF-α。培养6 h,采用实时荧光定量反转录PCR法检测各组2皿打印块中间充质干细胞的多能性标志物Nanog mRNA的表达,采用蛋白质印迹法检测各组1皿打印块中间充质干细胞的Nanog蛋白表达,样本数均为3。培养14 d,采用实时荧光定量反转录PCR法检测各组2皿打印块中间充质干细胞的汗腺细胞标志物细胞角蛋白14(CK14)、CK18、钠钾ATP酶蛋白a1(ATP1a1)和水通道蛋白5(AQP5)mRNA表达,样本数为3;采用免疫荧光染色检测各组1皿打印块中间充质干细胞CK14、CK18、ATP1a1和AQP5蛋白表达分布。对数据行独立样本 t检验。 结果:(1)伤后1 d,小鼠烫伤创面组织中TNF-α质量浓度为(19±3)ng/mL。(2)培养6 h,TNF-α处理组打印块中间充质干细胞Nanog mRNA和蛋白表达量分别为0.39±0.04、0.36±0.03,均明显低于空白对照组的1.00±0.05、1.00±0.07( t=16.51、14.56, P<0.01)。(3)培养14 d,TNF-α处理组打印块中间充质干细胞CK18、CK14、ATP1a1、AQP5 mRNA表达量分别为0.38±0.03、0.42±0.11、0.23±0.06、0.25±0.03,明显少于空白对照组的1.00±0.03、1.00±0.05、1.00±0.05、1.00±0.07( t=25.31、8.31、17.07、17.06, P<0.01)。(4)培养14 d,空白对照组打印块中间充质干细胞CK18、CK14、ATP1a1和AQP5蛋白均广泛分布于细胞质,而TNF-α处理组打印块中间充质干细胞CK18、CK14、ATP1a1和AQP5蛋白在细胞质的分布较空白对照组明显减少。 结论:外源性TNF-α抑制三维环境下小鼠间充质干细胞向汗腺细胞定向分化,这可能与TNF-α抑制Nanog mRNA和蛋白水平的表达从而使间充质干细胞多向分化潜能下调有关。
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编辑人员丨5天前
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腹水来源的外泌体对卵巢上皮性癌干细胞样细胞的干性特征及侵袭能力的影响
编辑人员丨5天前
目的:探讨卵巢上皮性癌(卵巢癌)患者腹水来源的外泌体对卵巢癌干细胞样细胞(OCS-LC)干性特征及侵袭能力的影响。方法:(1)采用无血清悬浮培养法诱导卵巢癌细胞系A2780细胞生成OCS-LC,并采用成球实验、分化功能实验以及流式细胞仪检测等方法鉴定OCS-LC的成球克隆生长、定向分化潜能、干性标志物CD 133表达等干性特征。(2)采用超速离心法提取卵巢癌来源外泌体(OCDE),包括卵巢癌患者腹水来源及A2780细胞来源的外泌体[即腹水来源外泌体(ADE)及细胞来源外泌体(CDE)],采用透射电镜观察外泌体形态、纳米颗粒跟踪分析(NTA)法测量外泌体粒径、蛋白印迹(western blot)法检测特异性蛋白分子热休克蛋白70(HSP-70)、CD 63、CD 9的表达等方法对外泌体ADE和CDE进行鉴定。(3)将ADE和CDE分别与OCS-LC共培养,即ADE+OCS-LC组、CDE+OCS-LC组,以磷酸盐缓冲液(PBS)与OCS-LC共培养作为空白对照组。通过观察3组OCS-LC的成球周期、最大球直径及成球率,评估各组OCS-LC的成球能力;采用免疫荧光染色法检测3组OCS-LC的干性标志物CD 133的表达;实时荧光定量PCR技术检测3组OCS-LC中干细胞转录因子八聚体结合转录因子4(Oct-4)和Nanog mRNA的表达;穿膜小室(transwell小室)实验检测3组OCS-LC的侵袭能力。 结果:(1)OCS-LC的鉴定:成球实验显示,OCS-LC单细胞悬液在无血清培养基中可二次成球生长;分化功能实验显示,OCS-LC细胞球在含血清培养基中改变生长方式,分化成呈贴壁生长的A2780细胞;流式细胞仪检测显示,OCS-LC中CD 133阳性( CD133+)细胞的比例为(18.9±0.9)%,显著高于其对照(即A2780细胞)的(0.6±0.5)%( t=38.570, P<0.01)。(2)OCDE的鉴定:透射电镜下观察,外泌体ADE和CDE均可见清晰的脂质双层膜结构,一侧呈凹陷的半球形或杯托样;NTA法测量显示,外泌体粒径主要在30~100 nm范围,平均粒径67.2 nm;western blot法检测显示,特异性蛋白分子HSP-70、CD 63、CD 9均呈阳性表达。(3)共培养后,成球实验显示,空白对照组、ADE+OCS-LC组、CDE+OCS-LC组OCS-LC均可继续成球生长,其中ADE+OCS-LC组细胞呈现两种生长方式,大部分细胞继续维持干性成球生长,小部分细胞出现分化,呈贴壁生长;3组OCS-LC的成球周期分别为(15.3±1.5)、(10.3±0.6)、(6.7±0.6) d,细胞球最大直径分别为(100.3±3.2)、(145.2±5.1)和(170.0±2.1) μm,成球率分别为(1.05±0.20)%、(4.15±0.10)%和(10.45±0.25)%,3组分别比较,差异均有统计学意义( P均<0.05),且CDE+OCS-LC组分别与ADE+OCS-LC组比较,差异也均有统计学意义( P均<0.05)。免疫荧光染色法检测显示,空白对照组、ADE+OCS-LC组,CDE+OCS-LC组OCS-LC细胞球中呈绿色荧光的 CD133+细胞数依次增多,3组OCS-LC细胞球中 CD133+细胞比例[分别为(26.6±1.5)%、(46.2±2.1)%和(58.4±2.2)%]比较,差异有统计学意义( F=187.588, P<0.05),且CDE+OCS-LC组较ADE+OCS-LC组更高( t=6.753, P<0.05)。实时荧光定量PCR技术检测显示,空白对照组、ADE+OCS-LC组、CDE+OCS-LC组OCS-LC中Oct-4 mRNA的表达水平分别为1.04±0.12、3.46±0.24、4.03±0.31,Nanog mRNA表达水平分别为1.00±0.07、1.57±0.32、2.66±0.15,3组分别比较,差异均有统计学意义( P均<0.05),且CDE+OCS-LC组均显著高于ADE+OCS-LC组( P均<0.05)。transwell小室实验显示,空白对照组、ADE+OCS-LC组、CDE+OCS-LC组的侵袭细胞数依次增多,分别为(30±5)、(102±4)、(210±7)个,3组比较,差异有统计学意义( F=820.800, P<0.05),且CDE+OCS-LC组显著高于ADE+OCS-LC组( t=23.202, P<0.05)。 结论:卵巢癌ADE能够增强和维持OCS-LC的干性特征,促进肿瘤细胞的侵袭转移,但CDE优于ADE。
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编辑人员丨5天前
