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骨髓间充质干细胞治疗急性肺损伤的研究进展
急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫综合症(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是指严重感染、创伤、休克等打击后,出现以肺泡毛细血管损伤导致肺水肿和肺不张为病理特征的综合征.我国每年约发生20万起火灾,死亡2000人,烧伤、热烟雾损伤、感染是死亡的三大主要原因.Sterner等[1]调查研究显示,烧伤治疗中心10%~30%的伤员都合并有吸入性损伤;因烧伤死亡者,其中75%合并有吸人性损伤.中重度热烟雾致吸人性肺损伤作为一种特殊类型的ALI/ARDS,目前治疗仍然主要是肺保护性通气及液体支持疗法,其病死率仍在23%以上[2].随着干细胞生物学研究的深入,对其在ALI修复中的作用的认识也在不断加深.骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs)可以增加组织修复,分泌可溶性细胞因子,调节内皮和上皮通透性,减轻炎症反应,是一种极具吸引性的新的治疗方案[ 3].
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静脉留置针在骨髓间充质干细胞治疗中的巧用
骨髓间充质干细胞( bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs)是存在于骨髓中除造血干细胞以外的另一类具有“无限”增殖和多向分化潜能的干细胞,是实现糖尿病的自体细胞治疗的一种新型方式。糖尿病已成为人类继心血管疾病和肿瘤之后的第三大疾病,若将自体MSCs诱导分化为胰岛细胞,可望解决细胞来源和免疫排斥问题。临床上多通过静脉输液输送骨髓间充质干细胞达到体内,此方法是实现治疗目的重要手段之一,也是主要的护理操作技术。对于日常静脉输液的多是为患者采用常规输液方式完成穿刺技术。由于骨髓间充质干细胞为特殊制品,为了安全、准确输入体内,达到有效治疗的目的,笔者采用置入静脉留置针的方法输入骨髓间充质干细胞,效果较好,现报道如下。
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干细胞移植治疗与重要脏器功能的修复与重建
干细胞(stem cells, SCs)是具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞,通过分裂维持自身细胞群的大小,同时又可分化成为各种不同的组织细胞,从而构成机体各种复杂的组织器官[1]。根据干细胞所处的发育阶段分为:胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs);成体干细胞(somatic stem cells,SSCs)。人体几乎所有组织都存在经历相当程度的分化SSCs,但在特定条件下,一种组织的SSCs可以“横向分化”成其他组织的功能细胞,如间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)可以分化成神经、肌肉、软骨和骨等多种细胞[2]。MSCs属于中胚层的一类多能干细胞,主要存在于结缔组织和器官间质中,以骨髓组织中含量为丰富,且主要来源于骨髓,又称为骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)。Friedenstein等[3]于1976年首先分离BMSCs,研究证实BMSCs具有强大的增殖能力和多向分化潜能、免疫调节及免疫重建功能,并且来源方便,易于分离、培养、扩增和纯化,经多次传代扩增后仍具有干细胞特性,不存在免疫排斥。因此,BMSCs可能成为细胞移植和基因治疗的理想材料,目前国内外正在探索用于神经系统疾病及多领域多学科难治性疾病的治疗,并已取得了重大突破性进展[4-6]。我国MSCs的研究发展极为迅速,某些核心技术已占国际领先地位,2001年国家批准建立“国家干细胞工程产品产业化基地”,2002年4月在天津建立“国家干细胞工程技术研究中心”。
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BMSCs移植对矽肺大鼠肺泡巨噬细胞自噬活化的影响
目的::观察骨髓间充质干细胞( bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)对矽肺大鼠肺泡巨噬细胞自噬活化的影响,探讨骨髓间充质干细胞对矽肺的疗效及其机制。方法:体外分离、培养雄性3-5周龄SD大鼠,获取BMSCs原代,培养至3代。将60只雌性SD大鼠随机分为3组( n=20):对照组,矽肺模型组,BMSCs治疗组。采用非暴露气管灌注法建立大鼠矽肺病模型,于造模成功后12 h给予BMSCs干预治疗(3x106/ml)。分别于1 d、7 d、14 d及28 d处死各组大鼠,应用原位支气管肺泡灌洗技术,获取大鼠肺泡巨噬细胞( Alveolar macrophages, AM)。使用细胞流式仪鉴定BMSCs;HE染色观察AM形态学改变;免疫细胞化学法与Western blotting 法检测LC-3、Beclin-1分布、定位和定量。结果:模型组与对照组相比AM 体积较大,胞质丰富,部分细胞内可见矽尘吞噬颗粒;模型组大鼠肺组织LC-3、Beclin-1在各时间点的表达较对照组均增多(P<0.05),1 d 即开始增多,至14 d 时达高峰,28d 时回落,但仍高于对照组的表达水平;BMSCs 治疗组大鼠肺组织较模型组病理改变有明显的缓解,各时间点LC-3、Beclin-1蛋白的表达显著下调(P<0.05)。结论:在矽肺大鼠AM 中存在自噬的激活,BMSCs 可有效抑制自噬的激活,进而缓解矽肺的病理进程。
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人脐带间充质干细胞移植治疗中枢神经系统疾病研究新进展
中枢神经系统损伤后自身修复能力相当有限,目前在治疗中枢神经系统损伤性疾病方面仍仅限于保守治疗,尚无促进神经再生等有效治疗手段,中枢神经系统损伤可以导致脑瘫、精神发育迟滞、学习障碍和癫痫等一系列后遗症。因此,寻找一种特效的治疗手段,为神经系统损伤性疾病提供一条崭新的治疗途径,刻不容缓。近年来应用干细胞移植修复神经损伤越来越受到广泛重视,继骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)后,人脐带间充质干细胞(human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)成了研究热点。hUC-MSCs具有来源丰富、取材无创、低免疫原性、无伦理争议、尤其可以变废为宝等独特的优势,其在干细胞移植治疗中枢神经系统疾病领域必将展现广阔的前景。以往有关于骨髓来源和脐血来源的间充质干细胞的报道甚多,而报道hUC-MSCs甚少,故有必要就hUC-MSCs的生物学特性及其近年来相关的基因治疗,尤其在中枢神经系统疾病保护方面的相关研究报道作一综述。
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人胎儿骨髓间充质干细胞来源的类肝细胞的分子生物学鉴定
目的:对MMSCs来源类肝细胞进行分子生物学鉴定.方法:从人胎儿骨髓中分离MMSCs,在10 g/L Matrigel作基质,2.5 mmoL/L AZA预处理10-12 h,HGF 10 μg/L+FGF4 10μg/L+HGM培养基中培养和诱导.收集诱导培养4,7,14,21,28 d时的细胞爬片,SABC免疫组化法DAB显色检测肝细胞早期标志AFP,CK19及早期转录因子GATA4,成熟肝细胞标志ALB,CK18,GST-π,肝细胞转录因子HNF1α;提取诱导分化10 d和第28 d细胞RNA及蛋白质,设计AFP,CK19,ALB,CK18,CYP1B1,CYP2B6引物,进行RT-PCR,观察在mRNA水平肝细胞标志的表达,采用Western blot检测CK18,AFP,ALB的表达量.结果:未诱导培养的MMSCs中,有较少的细胞表达AFP,未见其他肝脏特有的转录因子或者胞质蛋白标志.免疫组化显示在诱导早期可见较多细胞呈GATA4,AFP和CK19阳性表达,至诱导后期表达下降,而ALB,CK18,GST-π和肝细胞转录因子HNF1α阳性细胞比例逐渐上升.RT-PCR显示,未诱导的MMSCs仅可表达微弱的AFP mRNA,诱导早期可见AFPmRNA和CK19mRNA表达,诱导后期未见扩增,而ALB,CK18,CYP1B1 mRNA早期和后期均可见表达,在诱导后期可见CYP2B6 mRNA表达,但很弱.Western blot检测显示诱导细胞中AFP,ALB和CK18蛋白的表达趋势同基因表达类似.在65 ku和68ku处诱导细胞组可见AFP和ALB目的条带,在45 ku处诱导细胞组可见CK18目的条带.未诱导的细胞和诱导早期细胞中AFP有表达,后期未见.诱导早期和后期CK18和ALB均有表达,且后期增强.结论:MMSCs向类肝细胞的横向分化是先分化为肝前体细胞,再分化为成熟肝细胞,在本实验诱导条件下可获得在复制及翻译各环节肝细胞标志阳性的类肝细胞.
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Previous studies have shown that transplantation of human bone marrow mesenchymal stem cells promotes neural functional recovery after stroke, but the neurorestorative mechanisms remain largely unknown. We hypothesized that functional recovery of myelinated axons may be one of underlying mechanisms. In this study, an ischemia/reperfusion rat model was established using the middle cerebral artery occlusion method. Rats were used to test the hypothesis that in-travenous transplantation of human bone marrow mesenchymal stem cells through the femoral vein could exert neuroprotective effects against cerebral ischemia via a mechanism associated with the ability to attenuate axonal injury. The results of behavioral tests, infarction volume analysis and immunohistochemistry showed that cerebral ischemia caused severe damage to the myelin sheath and axons. After rats were intravenously transplanted with human bone marrow mesenchymal stem cells, the levels of axon and myelin sheath-related proteins, including mi-crotubule-associated protein 2, myelin basic protein, and growth-associated protein 43, were elevated, infarct volume was decreased and neural function was improved in cerebral ischemic rats. These ifndings suggest that intravenously transplanted human bone marrow mesenchymal stem cells promote neural function. Possible mechanisms underlying these beneifcial effects in-clude resistance to demyelination after cerebral ischemia, prevention of axonal degeneration, and promotion of axonal regeneration.
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Glial cell line-derived neurotrophic factor recombinant adenovirus vector-transfected bone marrow mesenchymal stem cells were induced to differentiate into neuron-like cells using inductive medium containing retinoic acid and epidermal growth factor. Cell viability, micro-tubule-associated protein 2-positive cell ratio, and the expression levels of glial cell line-derived neurotrophic factor, nerve growth factor and growth-associated protein-43 protein in the su-pernatant were signiifcantly higher in glial cell line-derived neurotrophic factor/bone marrow mesenchymal stem cells compared with empty virus plasmid-transfected bone marrow mes-enchymal stem cells. Furthermore, microtubule-associated protein 2, glial cell line-derived neurotrophic factor, nerve growth factor and growth-associated protein-43 mRNA levels in cell pellets were statistically higher in glial cell line-derived neurotrophic factor/bone marrow mesen-chymal stem cells compared with empty virus plasmid-transfected bone marrow mesenchymal stem cells. These results suggest that glial cell line-derived neurotrophic factor/bone marrow mesenchymal stem cells have a higher rate of induction into neuron-like cells, and this enhanced differentiation into neuron-like cells may be associated with up-regulated expression of glial cell line-derived neurotrophic factor, nerve growth factor and growth-associated protein-43.
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骨髓间充质干细胞在难愈性创面治疗中的研究进展
一、BMSCs的概念和来源骨髓间充质干细胞的观点先由德国病理学家Cohnhein提出.1976年Friedenstein等[1]报道,应用贴壁法从骨髓中分离出某种单核细胞,发现这种单核细胞在一定的条件下可分化成为多种来源于中胚层的间充质干细胞(MSCs)如:骨、软骨、肌肉和脂肪细胞等,因而把这种细胞称为骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs).它的含量在骨髓中为丰富,随着研究的深入,近年来越来越多的骨髓以外的间充质干细胞陆续被人们发现,在脐血、外周血、卵黄囊、脾脏、肾脏、牙髓、肌肉、脂肪、羊膜及真皮组织中均有间充质干细胞的存在.因此很多学者认为这种具有多分化潜能的间充质干细胞广泛存在于多种器官间质及结缔组织中[2~6].
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骨髓间充质干细胞治疗股骨头缺血性坏死临床研究进展
股骨头缺血坏死(avascular necrosis of the femoral head,ANFH)是骨科的常见病和多发病.在ANFH的自然病程中,多出现股骨头塌陷,导致患者髋关节功能受限甚至完全丧失,现有以保留股骨头为目的的各种治疗方法虽然取得了一定的成效,但其远期疗效往往并不理想,部分患者终不得不接受人工髋关节置换术.然而,在ANFH患者中,主要以青壮年为主,关节活动量大,加之由于人工假体使用寿命有限,且植入假体后存在感染、假体松动及断裂等并发症,故对于该类患者如何在早期尽可能的保留其自体的股骨头显得尤为必要.骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs )具有强大的自身增殖能力和分化多潜能性,且可来源于自体,取材方便,不存在感染及免疫排斥等优点,近年来应用BMSCs治疗ANFH在动物实验及临床研究中均取得了一定进展,目前已成为治疗ANFH的热点之一,本研究现对BMSCs治疗ANFH的临床研究进展进行述评.
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血管内皮生长因子对骨髓间充质干细胞移植治疗缺血性脑血管疾病的影响
缺血性脑血管病严重威胁着人类健康,具有发病率高、致残率高和死亡率高等特点.神经发生(neurogenesis)与新生血管发生(angiogenesis)是实现神经功能重塑的必要前提.近年来干细胞移植治疗缺血性脑卒中的实验研究显示其能有效改善由于脑卒中等中枢神经系统疾病所致的神经功能缺损,其中骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是一类备受关注的干细胞.
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人骨髓间充质干细胞对异体T淋巴细胞增殖及Treg细胞亚群的影响
间充质干细胞(MSC)可抑制移植物抗宿主病(GVHD),提高异基因移植的成功率[1],但具体机制尚不清楚.我们通过观察人MSC直接和间接对T淋巴细胞增殖及调节性T淋巴细胞(Treg)亚群的影响,探讨MSC抑制GVHD可能的作用机制.
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骨髓间充质干细胞的生物学特征及应用
近年来,骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)的多胚层方向分化能力,及其在细胞和基因治疗中的应用前景,引起了于细胞研究者的广泛关注.
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NT-3在骨髓间充质干细胞诱导神经分化的应用研究
骨髓间充质干细胞( bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是成体干细胞中的一种,是存在于骨髓中的具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞群体,BMSCs具有来源丰富,扩增简单,不受伦理限制的特点,且近年来很多研究表明BMSCs可分化为神经样细胞,使其成为治疗神经系统疾病的种子细胞[1-3]。然而,目前BMSCs移植分化率低下成为其治疗神经系统疾病大的技术难题。神经营养因子-3( neurotrophin-3, NT-3)是神经营养因子超家族成员之一,其生理功能广泛,可在体或离体调节周围神经系统和中枢神经系统的神经元形态、维持发育中的神经元的存活、促进其分化与增殖、诱导轴突生长和促进损伤神经元修复等[4-5]。近年来应用分子生物学技术将NT-3基因导入BMSCs,通过体内及体外实验探讨NT-3对BMSCs神经分化的影响成为研究的热点。
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骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤研究
引言
脊髓损伤(spinal cord injury ,SCI)的高发生率、致残率使其成为全社会关注的焦点。由于神经元本身再生能力不足以及缺乏适宜的再生微环境,脊髓损伤的治疗成为医学界研究的难题。 SCI后早期给予外科干预虽可为损伤的脊髓神经恢复及早期康复创造条件,但 SCI的病理变化决定了单一外科干预的有限性与间接性。许多研究者进行了不懈的探索,临床疗效仍难尽人意,它已成为全球性的医疗棘手难题[1-4]。而近年来,在脊髓损伤的实验性治疗中引入了细胞移植,显示了良好的应用前景。随之而来的多种细胞被研究用来治疗脊髓损伤,尤其是骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells ,BMSCs)由于其来源充足,具有强大的自我更新和增殖能力[5],低免疫原性,耐受更大程度上的 HLA 配型不符,且无伦理学问题等优势。因此探索BMSCs移植治疗 SCI具有重要的临床意义。 -
骨髓间充质干细胞在周围神经再生中的应用
干细胞是存在于胚胎和成体中的一类特殊细胞,它能长期地自我更新,在特定条件下具有分化形成多种终末细胞的能力.骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMMSC,以下简称MSC)就是来源于骨髓基质中的一类成体干细胞.世界上每年由于车祸、锐器、枪弹等外伤造成周围神经损伤的病例很多,运用组织工程化神经来修复周围神经损伤已经成为一个研究热点.
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骨髓间充质干细胞衍生的精原干细胞
近年来精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSC)研究有两个具有重要意义的研究进展,一个进展是从新生小鼠[1]和成年小鼠睾丸[2]生殖细胞通过分离、基因分选、培养的SSC在胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESC)培养条件下获得ESC特征,在离体条件下具有自发形成3个胚层的分化能力,在皮下注射这些细胞至免疫缺损小鼠,可以形成畸胎瘤;另一个进展是从骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSC)在离体培养条件下,通过基因挑选和改变培养条件可以衍生出具有精原干细胞和精原细胞分子特征的生殖细胞[3].
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骨髓间充质干细胞移植治疗扩张型心肌病的研究进展
扩张型心肌病(Dilated cardiomyopathy,DCM)是一种以左心室或双心室扩大,心肌收缩功能障碍,伴或不伴有充血性心力衰竭为主要特征的慢性心肌组织病变.其发病与遗传基因、病毒持续感染、细胞和体液免疫反应等因素有关.DCM的治疗手段包括药物治疗、心脏起搏再同步化治疗、左室减容成形术、左心室机械辅助循环及心脏移植治疗等.但是传统的内科药物和手术疗法都不能解决其心肌细胞变性坏死的问题,使得DCM的总体治疗效果不够理想.近年来随着细胞移植技术的发展,使重建有功能心肌成为可能.骨髓间充质干细胞胞(bone marrow mesenchymal stem cells,bMSCs)在一定的条件下可以诱导分化成多种细胞,并且具有取材方便、体外扩增能力强、基因转染效率高、低免疫原性等特点,近几年被广泛应用于心肌再生与修复的研究.
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骨髓间充质干细胞的转化与修复肝损伤的机制
终末期肝病是指多因素造成的慢性肝损伤晚期,病理特征为进行性肝纤维化及假小叶形成,即往认为此病变是不可逆的.近年由于干细胞技术的发展,证实来源于骨髓的造血干细胞、间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs)具有向肝系细胞分化的潜能,并可逆转肝纤维化的病程[1].尤其是骨髓间充质干细胞的转化及抗纤维化、免疫抑制作用等方面研究较多,但具体机制仍未明确,本文就MSCs转化为肝细胞并抑制肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)的活化、加速其凋亡并分泌细胞因子、阻断抑制炎症通路等方面的进展总结综述.
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微小RNA-188调控骨髓间充质干细胞成骨和成脂分化之间的年龄相关性转换
骨髓间充质干细胞( bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)具有年龄依赖性的向成骨细胞分化能力减弱同时向脂肪细胞分化能力增强的特性。这个特性在提高脂肪细胞数量的同时降低了成骨细胞数量,有助于解释与年龄相关的骨质流失。
Li等的研究发现,与年幼的小鼠及人类相比,随着年龄的增长,BMSCs中微小RNA-188( microRNA-188, miR-188)的水平显着升高。与对照组小鼠相比,缺乏miR-188的小鼠明显减少了年龄相关性骨质流失及骨髓脂肪堆积。相反,相对于野生型小鼠,过表达miR-188的转基因小鼠则大幅增加了年龄相关性骨质流失和骨髓脂肪堆积。此外,使用适体递送系统在小鼠BMSCs中特异性过表达miR-188能降低骨形成和增加骨髓脂肪堆积。他们还发现组蛋白脱乙酰酶9(histone deacetylase 9, HDAC9)和雷帕霉素不敏感的mTOR伴侣( rapamycin-insensitive companion of mTOR, RICTOR)是miR-188的直接作用靶点。值得注意的是,通过骨髓内注射miR-188拮抗剂(aptamer-antagomiR-188)而特异性抑制BMSCs的miR-188,可增加老年小鼠骨形成,减少骨髓脂肪堆积。