• 邓丽, 刘洋, 王慧, 杨秋, 董明清
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7790-7796.

    背景:

    如何促进诱导多能干细胞向肺干细胞分化对肺损伤修复具有重要意义。NKX2.1是肺上皮分化过程中最早的标志物,在肺发育过程中发挥重要调控作用,然而其表达对诱导多能干细胞向肺干细胞分化的影响还知之甚少。

    目的:

    探究NKX2.1对诱导多能干细胞向肺干细胞方向分化的影响。

    方法:

    体外培养人诱导多能干细胞,采用实时荧光定量PCR和免疫荧光检测多能干细胞特异基因的表达;通过瞬时转染向人诱导多能干细胞中过表达NKX2.1,再诱导其向肺干细胞方向分化,诱导分化7 d采用实时荧光定量PCR、免疫荧光检测FoxA2、SOX9和P63的表达,诱导分化13 d采用免疫荧光检测肺泡细胞标记分子SPB和SPC的表达。

    结果与结论:

    ①诱导多能干细胞紧密集结呈典型克隆样生长,显著高表达干细胞特异表达基因OCT-4、SOX2和NANOG;②与未转染对照组相比,过表达NKX2.1组人诱导多能干细胞中NKX2.1表达显著升高(P < 0.000 1);③诱导分化7 d,与未转染对照组相比,过表达NKX2.1组肺干细胞相关标记物FoxA2、SOX9和P63的表达显著升高(P < 0.000 1);④诱导分化13 d,与未转染对照组相比,过表达NKX2.1组肺泡细胞标记分子SPB和SPC荧光强度显著增加。结果表明NKX2.1可以促进诱导多能干细胞向肺干细胞方向分化。

  • 周万林, 何斌, 申雄成, 黄坤, 田仁元, 袁野, 黄文良
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7719-7727.

    背景:

    随着年龄增长,骨髓间充质干细胞的再生能力和分化功能逐渐下降,导致骨组织修复效果减弱。因此,探索成骨潜能更高的骨髓间充质干细胞亚群对骨组织工程的发展具有重要意义。

    目的:

    评估STRO-1阳性和阴性骨髓间充质干细胞在成骨诱导培养条件下的成骨分化能力差异。

    方法:

    分离并培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,采用流式细胞术和免疫荧光鉴定CD29、CD45、CD90和STRO-1的表达;利用免疫磁细胞分选技术分离STRO-1阳性和阴性骨髓间充质干细胞,将两组细胞分别进行成骨诱导7,14 d,采用qRT-PCR和Western blot分析两组细胞成骨相关基因(Ⅰ型胶原、Runt相关转录因子2、骨保护素、骨钙素)及蛋白表达水平差异,采用茜素红染色和碱性磷酸酶染色观察钙结节形成情况。

    结果与结论:

    流式细胞术显示CD29和CD90高表达,CD45低表达,STRO-1的阳性表达率为12.8%,免疫荧光结果与流式细胞术一致。磁细胞分选后发现STRO-1阳性细胞的集落形成率高于STRO-1阴性细胞;STRO-1阳性细胞在第14天的成骨分化能力显著高于第7天,且在第14天时成骨相关标志物的表达水平显著高于STRO-1阴性细胞,差异有显著性意义(P < 0.01)。结果表明:STRO-1阳性骨髓间充质干细胞在成骨能力上具有显著优势,为骨组织工程中理想种子细胞的筛选提供了理论依据,未来在骨缺损修复中有望成为一种潜在的治疗手段。

  • 李哲, 李萍, 张超, 郭广玲
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7898-7908.

    目的:

    近年来卵巢早衰呈现年轻化趋势,干细胞治疗已逐渐应用于临床工作。但因干细胞来源广泛,存在于各类组织中,其生物学特征及功能存在一定差异。文章通过比较不同来源的间充质干细胞治疗卵巢早衰动物模型的疗效,为干细胞临床应用提供依据。

    方法:

    计算机分别从PubMed、The Cochrane Library、EMbase外文数据库和中国知网、万方、维普、中国生物医学文献服务系统中文数据库中检索间充质干细胞治疗卵巢早衰动物模型实验,检索时限从各数据库建库之日起至2023-12-31。由2名研究者独立筛选文献、提取和分析数据。纳入研究均采用SYRCLE动物实验偏倚风险评估表进行质量评价。主要结局指标:卵泡刺激素、雌二醇、黄体生成素及各级卵泡数;次要结局指标:妊娠率。在评价纳入研究的偏倚风险后使用Stata 17.0软件进行网状Meta分析、绘图和制表。

    结果:

    最终纳入24项动物实验研究,文献整体质量为中等质量,包括7种不同来源的间充质干细胞,分别为脐带源性间充质干细胞(UC-MSCs)、经血源性间充质干细胞(HuMenSCs)、胎盘源性间充质干细胞(HP-MSCs)、人脐血源性间充质干细胞(HCMNCs)、骨髓源性间充质干细胞(BM-MSCs)、脂肪源性间充质干细胞(AD-MSCs)和羊膜源性间充质干细胞(HA-MSCs)。网状Meta结果分析显示:①与空白组相比,各实验组在提高实验动物妊娠率、雌二醇,降低卵泡刺激素、黄体生成素,增加各级卵泡数,减少闭锁卵泡数方面,不同来源的间充质干细胞均有疗效。②累计排序曲线下面积图可得出,提高雌二醇水平的疗效排名前3位的为:脐带源性间充质干细胞组(72.7%)>脂肪源性间充质干细胞组(72.6%)>经血源性间充质干细胞组(71.7%);③降低卵泡刺激素水平的疗效排名前3位的为:脂肪源性间充质干细胞组(96.3%)>人脐血源性间充质干细胞组(65.4%)>脐带源性间充质干细胞组(63.9%);④降低黄体生成素水平的疗效排名前3位的为:脂肪源性间充质干细胞组(100.0%)>脐带源性间充质干细胞组(51.6%)>人脐血源性间充质干细胞组(46.8%);⑤增加原始卵泡数的疗效排名前3位的为:人脐血源性间充质干细胞组(76.3%)>脐带源性间充质干细胞组(75.5%)>经血源性间充质干细胞组(57.5%);⑥增加初级卵泡数的疗效排名前3位的为:脐带源性间充质干细胞组(75.3%)>脂肪源性间充质干细胞组(53.0%)>胎盘源性间充质干细胞组(51.7%);⑦增加次级卵泡数的疗效排名前3位的为:脂肪源性间充质干细胞组(76.1%)>经血源性间充质干细胞组(66.8%)>脐带源性间充质干细胞组(66.5%);⑧减少闭锁卵泡数的疗效排名前3位的为:脂肪源性间充质干细胞组(99.9%)>骨髓源性间充质干细胞组(68.1%)>脐带源性间充质干细胞组(53.4%)。

    结论:

    ①针对卵巢早衰的动物模型,此网状Meta分析结果得出各种干细胞移植治疗均不同程度优于空白组/安慰剂组且疗效相似。②综合各结局指标及干细胞的组间比较发现,目前脐带源性间充质干细胞的应用最广泛,脂肪源性间充质干细胞疗效最佳,未来需要更多高质量的临床试验数据进一步验证。

  • 张敏, 张霓霓, 黄桂林, 李壮壮, 王雪, 王辉科
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7804-7815.

    背景:

    头颈部肿瘤放射治疗极易引起口干症,严重影响患者的生活质量,近年来工程化干细胞及其旁分泌因子在唾液腺损伤修复中表现出治疗潜力,但目前尚无人羊膜间充质干细胞来源外泌体应用于放射性唾液腺损伤的相关实验研究。

    目的:

    初步探讨人羊膜间充质干细胞来源外泌体对放射性颌下腺损伤的修复作用。

    方法:

    超滤法+超速离心法提取人羊膜间充质干细胞外泌体并鉴定。将SD大鼠随机分为对照组、放射损伤组、放射损伤+外泌体组,通过18 Gy辐射大鼠颌下腺组织构建放射性颌下腺损伤大鼠模型,放射建模后1 d通过颌下腺原位注射人羊膜间充质来源外泌体,于1,3,7,14 d取样,检测各组大鼠静息唾液流速;苏木精-伊红染色观察颌下腺组织结构;糖原染色观察颌下腺组织中糖原颗粒表达;Masson染色观察颌下腺组织纤维化;酶联免疫吸附法检测分泌唾液淀粉酶含量;免疫荧光染色观察颌下腺组织中水通道蛋白、紧密连接蛋白表达;实时荧光定量PCR检测颌下腺组织中水通道蛋白、唾液淀粉酶基因的相对表达量;原位末端标记法检测各组颌下腺组织中的细胞凋亡率。

    结果与结论:

    放射造模后,与放射损伤组相比:①苏木精-伊红染色结果显示放射损伤+外泌体组颌下腺组织结构恢复,核仁增多,腺泡数目增多、腺泡萎缩改善;②糖原染色结果显示,放射损伤+外泌体组腺泡胞浆中阳性酶原颗粒数量、密度逐渐增多;③Masson染色结果显示,放射损伤+外泌体组间质及导管周围阳性胶原纤维数量、密度逐渐减少,纤维化程度缩小,胶原沉积减弱;④放射损伤+外泌体组唾液流速升高(P < 0.05);水通道蛋白5荧光强度增强(P < 0.05)且基因表达量显著增强(P < 0.01);紧密连接蛋白荧光4分布减弱,且荧光强度下降(P < 0.05,P < 0.01),唾液淀粉酶含量升高(P < 0.05)且基因表达量显著升高(P < 0.01),阳性凋亡细胞减少(P < 0.05,P < 0.01)。结果表明人羊膜间充质干细胞来源外泌体局部注射后短时期内可改善颌下腺组织病理形态、促进唾液流速及淀粉酶表达,并可能通过抑制腺泡凋亡对大鼠放射性颌下腺损伤起到功能修复的作用。

  • 郭佳, 任亚锋, 李冰, 黄靖, 尚文雅, 杨溢珂, 刘慧瑶
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7827-7838.

    背景:

    目前,脊髓损伤给患者和国家医疗服务带来巨大的负担,有关于脊髓损伤预防、治疗和康复已成为医学领域的一个重要课题。因此,在深入了解脊髓损伤潜在分子机制的基础上,探索新的有效治疗策略具有重要意义。

    目的:

    综述负载多种miRNA的间充质干细胞源外泌体在改善脊髓损伤功能方面作用机制的研究进展,并基于临床转化现状,对其投入临床使用提出几点思考和展望。

    方法:

    由第一作者检索中国知网和PubMed数据库,分别以“间充质干细胞,外泌体,脊髓损伤,miRNA,病理生理学,临床转化,临床试验,良好生产规范”及“mesenchymal stem cells,exosome,spinal cord injury,miRNA,pathophysiology,clinical translation,clinical trial,good manufacturing practice”为中英文检索词检索相关文献。文献类型包括论著和综述,语言种类为英文和中文,最终筛选出72篇文献进行综述分析。

    结果与结论:

    ①文章概述了外泌体的生物特性和其可作为负载miRNA良好载体的优势。由间充质干细胞源外泌体介导的多种miRNA主要通过调节神经再生相关蛋白的表达、抑制RAS同源基因家族成员A、激活环磷腺苷效应元件结合蛋白和信号传导及转录激活蛋白3、调节磷酸酯酶与张力蛋白同源物/程序性细胞死亡因子4通路等多个方面来促进神经元功能的恢复;通过调节内质网到细胞核信号1、干扰素调节因子5的表达、Toll样受体4/核转录因子kB通路、下调相关促炎因子等方面来改善炎症反应;抑制含发芽相关的EVH1域1和磷酸肌醇3激酶调节亚基2来促进血管生成。②进一步对比分析发现,miR-216-5p,miR-145-5p及miR-146b均通过调节相关通路来改善炎症反应,将这些miRNA联合运用可能会产生更显著效果;缺氧预处理可能是一种增加外泌体治疗效果的预处理方法。③目前尚无将间充质干细胞源外泌体应用于脊髓损伤的临床试验,这与其投入临床使用前需满足良好生产规范有关;现阶段需要大规模大批量的细胞生产、高效统一分离外泌体方法的缺失以及在投入临床使用前需要通过严格的监管审批机制等诸多因素阻碍了其临床应用。④miRNA作为间充质干细胞源外泌体内容物在治疗脊髓损伤中具有巨大潜力,未来应深入探索其作用机制以及加快推动进入临床试验阶段,为治疗脊髓损伤提供切实有效的新方法。

  • 张熊劲夫, 陈奕达, 程歆怡, 刘岱珲, 施勤
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7709-7718.

    背景:

    骨髓间充质干细胞是骨形成的主要效应细胞,随着年龄的增加,骨髓间充质干细胞的再生能力减弱、分化功能受损,导致骨质疏松。因此,恢复老龄骨髓间充质干细胞的再生能力和细胞功能对骨质疏松的有效治疗至关重要。

    目的:

    探究年轻大鼠第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体对老年大鼠骨髓间充质干细胞衰老的影响。

    方法:

    分离培养6-8周龄雌性SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别传代至第3代和第11代,随后提取第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体。分离培养18月龄雌性SD大鼠骨髓间充质干细胞,传代至第3代,分为3组:对照组为常规培养,其他2组用第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体干预。外泌体干预48 h后,利用β-半乳糖苷酶染色试剂盒检测细胞核内β-半乳糖苷酶的表达,qRT-PCR检测衰老相关基因的表达。通过Small RNA测序,比较第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体内miRNA的表达差异。

    结果与结论:

    ①与对照组和第11代骨髓间充质干细胞来源外泌体组相比,第3代骨髓间充质干细胞来源外泌体组老龄大鼠骨髓间充质干细胞的β-半乳糖苷酶活性显著降低;②与对照组相比,第3代骨髓间充质干细胞来源外泌体组衰老相关基因p21和p16的表达显著降低(P < 0.05),而第11代骨髓间充质干细胞来源外泌体组衰老相关基因p21和p16的表达无显著差异;③测序结果表明,两种外泌体内miRNA的表达存在显著差异,其中表达差异最显著的miRNA是let-7c-5p、let-7b-5p、miR-320-3p和miR-26a-5p,KEGG分析结果显示显著性差异miRNA富集通路包含mTOR、AMPK等衰老相关信号通路。上述结果表明,第3代骨髓间充质干细胞来源外泌体具有逆转老龄大鼠骨髓间充质干细胞衰老的能力。

  • 杨定燕, 余振球, 杨中愉
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7909-7920.

    背景:

    精确的早期诊断和及时的再灌注治疗是挽救急性心肌梗死患者的生命并改善预后的重要前提条件。因此,寻找能够早期诊断急性心肌梗死的理想生物标志物尤为重要。

    目的:

    拟通过生物信息学和机器学习分析急性心肌梗死与中性粒细胞相关的关键基因,以探寻新的生物标志物。

    方法:

    基于GEO数据库和limma包鉴定急性心肌梗死的差异表达基因。使用反卷积算法探究免疫细胞浸润情况,然后结合加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)、蛋白互作网络和机器学习筛选急性心肌梗死与中性粒细胞相关的特征基因,并进行功能富集分析。用ROC曲线评估特征基因对急性心肌梗死的诊断价值。通过STITCH和Herb数据库筛查生物标志物的靶向药物。最后将在2023年3-6月于贵州医科大学附属医院心内科首次诊断为急性心肌梗死的住院患者作为实验组,同期心电图无缺血性改变、冠状动脉造影无狭窄的住院患者作为对照组,收集两组患者外周血,通过RT-qPCR验证基因在人外周血样本中的相对表达量。

    结果与结论:

    ①共获得差异表达基因2 349个,免疫浸润分析发现B cells memory,NK cells resting和Neutrophils等免疫细胞评分在疾病和正常组之间存在差异;②使用WGCNA发现ME green和ME turquoise这两个基因模块与中性粒细胞与急性心肌梗死表现出最高的相关性;③与差异表达基因相交后获得24个差异模块基因,功能富集分析发现其与先天免疫反应、细菌的防御反应等多种过程相关;KEGG结果显示其主要与肿瘤坏死因子信号通路有关。④机器学习算法挖掘到的基因取交集后得到的特征基因为S100A12,PTCH1和LOC400499,在GSE48060和GSE66360数据集中的ROC曲线下面积均大于0.7,将其视为潜在的生物标志物。⑤基于STITCH和Herb数据库发现S100A12有11种靶向药物,PTCH1共发现6种靶向药物。⑥RT-qPCR结果显示,与对照组相比,急性心肌梗死患者中S100A12,PTCH1和LOC400499表达具有显著差异性(P < 0.05)。⑦S100A12,PTCH1和LOC400499可能是急性心肌梗死潜在的诊断生物标志物,但是其与急性心肌梗死相关的特异性尚需进一步研究,其中S100A12可能是调控急性心肌梗死的潜在靶点。

  • 司马鑫利, 刘丹平, 綦惠
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7728-7734.

    背景:

    骨关节炎是一种以软骨基质持续性破坏为特征的退行性关节病,目前仍无有效的药物治疗方案,二甲双胍预处理骨髓间充质干细胞来源外泌体因避免了口服药物不良反应及免疫原性等特点,可能成为治疗骨关节炎的新方法。

    目的:

    探讨二甲双胍预处理骨髓间充质干细胞来源外泌体对软骨细胞的调节作用。

    方法:

    体外培养乳兔骨髓间充质干细胞和软骨细胞。使用超速离心法收集正常骨髓间充质干细胞源性外泌体和经过二甲双胍预处理的骨髓间充质干细胞源性外泌体,分别用含外泌体的培养基培养软骨细胞24 h,再用100 μmol/L H2O2干预24 h。采用CCK-8法和划痕愈合实验检测软骨细胞增殖和迁移能力变化;采用Western blot和RT-qPCR检测软骨细胞中Ⅱ型胶原、P16蛋白及mRNA的表达变化,以及采用Western blot检测MKK7/JNK通路蛋白的表达变化;使用ELISA试剂盒检测软骨细胞中超氧化物歧化酶活性和丙二醛水平。

    结果与结论:

    ①在氧化应激环境下,软骨细胞的增殖和迁移能力减弱,两种外泌体能够一定程度恢复软骨细胞的增殖和迁移能力,二甲双胍预处理骨髓间充质干细胞来源外泌体的改善效果更显著(P < 0.05);②与正常骨髓间充质干细胞来源外泌体相比,二甲双胍预处理骨髓间充质干细胞来源外泌体更能有效提高Ⅱ型胶原表达和超氧化物歧化酶活性(P < 0.05),同时也更能有效降低P16表达和丙二醛水平(P < 0.05);③两种外泌体能够一定程度抑制MKK7和p-JNK蛋白表达,二甲双胍预处理骨髓间充质干细胞来源外泌体的抑制效果更显著(P < 0.05)。结果表明,在氧化应激环境下,二甲双胍预处理骨髓间充质干细胞来源外泌体通过抑制MKK7/JNK通路对抗软骨细胞衰老并促进软骨细胞增殖。

  • 王清芳, 张芬, 昌广萍, 李子晗, 邢岚, 彭浩, 曾秀萍, 钟桂强, 陈辉, 刘波, 刘振宇, 梁晓
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7816-7826.

    背景:

    冷冻保存技术能够使组织/细胞于低温环境中长久贮存并维持活性与功能的完整性,这对细胞治疗、组织工程及生物样本库的构建有重大意义。冷冻保护剂常含二甲基亚砜和血清,为规避二甲基亚砜的毒副作用、血清成分的复杂性以及免疫反应等问题,部分成品冷冻保护剂虽已上市,但面临着成本高、应用受限等诸多难题,因此,迫切需要研发出一种成分明晰且能够解决上述问题的冷冻保护剂。

    目的:

    旨在评估一种新型冷冻保护剂对不同来源组织和细胞冻存效果的影响。

    方法:

    将新型冷冻保护剂作为实验组,市售及广泛使用的冷冻保护剂作为对照组,分别应用于脐带华通氏胶组织、脐带间充质干细胞、脐血/外周血单个核细胞、NK细胞及CIK细胞冻存,从冻存前和复苏后的细胞形态、数量、活率、表面标志物、分化潜能、细胞杀伤毒性等多方面进行对比分析,确认新型冷冻保护剂的冻存效果及潜在的应用价值。

    结果与结论:

    ①采用新型冷冻保护剂能实现冻存脐带华通氏胶组织复苏后间充质干细胞形态正常,在细胞复苏回收率、表面标志物、分化潜能方面,实验组与对照组均无显著性差异;②实验组和对照组脐血/外周血单个核细胞冷冻复苏后的细胞数量和活率无显著性差异,且实验组和对照组NK细胞/CIK细胞冷冻复苏后的细胞数量和活率同样无显著性差异;③对于脐血/外周血单个核细胞衍生分化的NK细胞,实验组和对照组CD56+CD16+细胞亚群比例无显著差异,对于脐血/外周血单个核细胞衍生分化的CIK细胞,实验组和对照组CD3+CD8+和CD3+CD56+细胞亚群比例无显著差异;④在细胞杀伤毒性方面,当免疫细胞和黑色素瘤细胞系Mel624效靶比为20∶1时,无论是脐血还是外周血单个核细胞衍生分化的NK细胞/CIK细胞,实验组和对照组细胞杀瘤活性无显著差异。结果表明:新型冷冻保护剂能够替代现有的市售和广泛使用的冷冻保护剂,且对于脐带华通氏胶组织、脐带间充质干细胞、脐血/外周血单个核细胞、NK细胞及CIK细胞均适用,为通用冷冻保护剂的规模化、标准化、市场化提供了良好的技术基础。

  • 水晶, 何宇, 江楠, 徐坤, 宋丽娟, 丁智斌, 马存根, 李新毅
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7889-7897.

    背景:

    中枢神经系统髓鞘再生是由脱髓鞘事件触发的基本修复过程,主要通过少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移并向少突胶质细胞分化进而再生髓鞘。髓鞘再生过程受到多种因素如星形胶质细胞、髓鞘碎片、小胶质细胞、巨噬细胞、内皮细胞、周细胞、T细胞以及年龄等的影响。

    目的:

    星形胶质细胞在中枢神经系统发挥着调节突触活动、营养支持及组织修复等重要作用。文章通过综述星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用,旨在为中枢神经系统脱髓鞘疾病提供潜在的治疗靶点。

    方法:

    检索2014-2024年在中国知网、PubMed和Web of Science数据库收录的文献,中文检索词:“星形胶质细胞,少突胶质细胞前体细胞,髓鞘再生”,英文检索词:“Astrocyte OR Astroglia*,Oligodendrocyte Precursor Cell*,Remyelination”,经筛选后提取66篇文献进行综述。

    结果与结论:

    ①以多发性硬化为代表的脱髓鞘疾病的治疗主要是疾病修饰疗法,尚无可用的促进髓鞘再生的方法,因此,探索髓鞘再生相关靶点以促进髓鞘再生是十分必要的。②髓鞘再生是由少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移、分化、成熟为少突胶质细胞,后者产生髓磷脂包裹轴突以形成髓鞘的过程。③星形胶质细胞通过吞噬髓鞘碎片、参与炎性反应、向少突胶质细胞谱系细胞转分化、为少突胶质细胞谱系细胞供能、释放神经营养因子、分泌细胞外基质成分等调节髓鞘再生。④文章所归纳的药物是以星形胶质细胞及其衍生因子作为干预靶点调控髓鞘再生,部分药物效果尚可,但其有效性及安全性仍需更多的基础研究及临床试验来验证。⑤星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用机制尚未完全阐明,相关的分子靶点及信号通路有待进一步研究。

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