体内间充质干细胞自我更新、分化及其调控相关组织干细胞的机制研究
间充质干细胞调控细胞自噬机制的研究进展
间充质干细胞调控细胞自噬机制的研究进展米向斌; 赖宽; 魏姗姗【期刊名称】《《实用医学杂志》》【年(卷),期】2019(035)015【总页数】4页(P2495-2498)【关键词】间充质干细胞; 外泌体; 自噬; mTOR通路; STAT3通路【作者】米向斌; 赖宽; 魏姗姗【作者单位】南方医科大学珠江医院皮肤科广州510280; 南方医科大学南方医院皮肤科广州510515【正文语种】中文间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞[1]。
MSC可产生大量生物活性物质，具有调节免疫、激活内源性干/祖细胞、促进组织损伤修复、促进血管新生、抗细胞凋亡以及归巢等多方面的作用，被认为是一种有前景的治疗手段[2]。
MSC在许多疾病治疗中都表现出很好的疗效，特别是血液病、自身免疫性疾病、组织损伤性疾病和退行性疾病，但确切机制尚不完全明确。
自噬是细胞内一种通过溶酶体降解长寿命蛋白和受损细胞器的代谢途径，在细胞应激过程中起到了重要作用。
MSC是近年来广为研究的新治疗手段，在自噬调控过程中的作用机制仍在探索。
本文就MSC对宿主细胞自噬的调控机制作一综述，为其基础研究与临床应用提供参考。
1 MSC与细胞自噬自噬是真核生物特有的溶酶体介导的分解代谢过程，分为巨自噬、分子伴侣介导的自噬和微自噬3种[3]。
目前巨自噬研究较清楚，mTOR通路、JNK/Bcl-2/Beclin 1通路、IP3和细胞内Ca2+都可以调控巨自噬的活性[4]。
巨自噬是一种具有高度选择性的降解过程，其中热休克蛋白70（HSP70）在其途径中发挥着重要作用。
微自噬是将胞质直接吞入溶酶体，其分子机制与调控及对人类疾病的影响尚不完全清楚。
Atg8家族蛋白是细胞自噬过程中重要的适配器蛋白，广泛分布于自噬体的内外膜上，参与了细胞自噬过程中的许多关键步骤，比如自噬体的形成、成熟、招募降解底物等[5]。
间充质干细胞及其迁移的研究进展
临床医学研究与实践2021年2月第6卷第6期综述DOI :10.19347/ki.2096-1413.202106064基金项目：国家自然科学基金委员会资助项目（No.81903949）；浙江省基础公益研究计划项目（No.LQ19H290004）。
作者简介：戚亚钦（1999-），女，汉族，浙江绍兴人。
研究方向：临床医学。
*通讯作者：方燕，E -mail :fangyan@.间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs ）是具有自我更新能力并表现出多向分化潜能的成体非造血干细胞，广泛存在于骨髓、脂肪、外周血、脐带、胎儿组织、肌肉等中。
MSCs 具有来源丰富、获取方便、增殖率高等特点，已成为组织工程和临床研究的理想种子细胞[1]。
近年来，随着国内外对MSCS 的研究越来越深入，以MSCs 为基础的细胞移植替代治疗显现出良好的效果，MSCs 在临床试验中的安全性和有效性也已得到了更好的证明[2]。
1MSCs 的临床应用1.1MSCs 在神经系统疾病中的临床研究与应用目前，许多神经系统疾病如缺血、缺氧性脑病、恶性脑胶质瘤、神经系统退行性病变等仍无有效治疗方法，预后较差。
脑缺血后神经元的坏死将导致永久性神经功能缺陷，现有治疗手段尚不能逆转神经元和神经胶质细胞变性引起的神经功能障碍[3]。
MSCs 通过旁分泌作用，增加神经生长因子和脑源性神经营养因子的释放，促进神经障碍中丢失或损坏的神经元的恢复，减少神经元细胞的凋亡[4]。
MSCs 还可通过增加血管生成因子的分泌，促进病灶区新生血管生成；通过抑制血管内皮的凋亡和氧化应激，减少血管炎性损伤，增加脑血管的完整性[5]。
Xu 等[6]通过建立缺血缺氧性脑病的大鼠模型，证实MSCs 的脑内移植可减小脑梗塞体积，有效改善神经损伤，进而改善大鼠运动功能，为临床进一步研究提供实验依据。
但研究发现，缺血区局部不利的微环境使得能够迁移并存活在损伤区的MSCs 数量很少，严重限制了MSCs 的应用前景[7]。
中药对干细胞增殖与分化的调控作用研究
中药对干细胞增殖与分化的调控作用研究中药对干细胞增殖与分化的调控作用是近年来研究的热点之一。
干细胞具有自我更新和分化成多种细胞类型的潜能，因此被广泛应用于再生医学和组织工程等领域。
中药作为中国传统医学的重要组成部分，拥有丰富的药食同源资源，并且具有千百年来的临床应用经验，对干细胞的增殖和分化具有调控作用，因此引起了研究人员的广泛关注。
中药对干细胞增殖的调控作用主要包括促进增殖和抑制增殖两个方面。
一些中药可以通过激活细胞周期和增强细胞分裂来促进干细胞的增殖。
例如，当归、党参、黄芪等中草药可以促进造血干细胞的增殖和分化。
研究表明，当归对骨髓间充质干细胞的增殖和分化具有明显的促进作用。
此外，齐墩果、首乌藤等中草药也能够促进神经干细胞的增殖和分化。
除了促进增殖外，中药还可以抑制干细胞的增殖，从而达到控制细胞数量和维持干细胞库的平衡。
例如，黄芩、蜂胶等中药具有抑制干细胞增殖的作用，可能通过调节细胞周期和细胞凋亡等机制实现。
此外，某些中药还能够通过抑制干细胞的增殖来治疗癌症等疾病，例如，秦艽、乌梅等中草药可以抑制白血病干细胞的增殖。
中药对干细胞分化的调控作用主要表现为促进分化和抑制分化两个方面。
一些中药可以通过调节细胞内信号通路和表观遗传机制，促进干细胞向特定细胞类型分化。
例如，田七、丹参、黄柏等中药可以促进骨髓间充质干细胞向骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞等方向分化。
此外，当归、红景天、藁本等中草药也能够促进神经干细胞向神经元、胶质细胞等方向分化。
另一方面，中药还能够抑制干细胞的分化，从而保持其多能性和自我更新能力。
干细胞的分化是一个复杂的过程，需要细胞内外多种因素的参与。
中药可以通过抑制特定信号通路的激活或表观遗传机制的改变来抑制干细胞的分化。
例如，黄芩、天麻、冬虫夏草等中药可以抑制神经干细胞向神经元方向分化。
总之，中药对干细胞增殖和分化具有调控作用，可以促进增殖和分化，也可以抑制增殖和分化。
这些调控作用可能通过调节细胞周期、细胞凋亡、信号通路和表观遗传机制等方式实现。
干细胞微环境的构建和调控机制研究
干细胞微环境的构建和调控机制研究干细胞是一类拥有自我更新和多向分化能力的细胞，具备广泛的临床应用前景。
然而，要实现干细胞的治疗应用，需要了解其微环境的构建和调控机制。
干细胞微环境指的是其所处的细胞、细胞外基质、生长因子和细胞外囊泡等细胞周围环境，这些因素共同决定了干细胞的命运，影响其自我更新、分化和增殖等生命过程。
因此，构建合适的微环境是干细胞应用的重要前提。
囊泡是干细胞微环境中的重要成分，其通过向外部分泌和内吞的方式，调节细胞与外界环境的信号交流和物质转运。
研究表明，囊泡与干细胞的自我更新和分化有着密切联系。
例如，Bian等人发现，在诱导人类多能干细胞分化为心肌细胞的过程中，囊泡分泌的miR-494可以促进心肌细胞命运的选择。
而HZJ-012囊泡则通过携带成纤维细胞生长因子（FGF）和透明质酸（HA）等因子，促进皮肤干细胞的增殖和自我更新。
另外，细胞外基质也是干细胞微环境中的重要组成部分，能够调节干细胞的黏附、存活和分化。
研究人员通过改变组织工程支架材料的物理和化学性质，构建了不同类型的三维生物支架，其中纳米结构的生物材料表面能够模拟生物体内的基质环境，提高干细胞的增殖和存活率。
此外，生长因子也是影响干细胞微环境的重要因素之一。
生长因子在干细胞自我更新、增殖和分化等方面发挥着重要作用。
例如，Wnt信号通路在干细胞的自我更新和分化中起着重要作用。
Wnt信号通路的活化可以促进干细胞的增殖和自我更新，抑制干细胞向成熟细胞的分化。
另外，神经营养因子（NGF）能够促进神经元干细胞的分化。
对于干细胞微环境的调控机制，前期研究主要集中在单一因素的调节上，如调节生长因子浓度、调整化学物质浓度等。
而越来越多的研究表明，干细胞微环境的构建和调控，需要多个因素协同作用，形成更加复杂的生态系统。
此外，不同种类的干细胞对扮演重要作用的因子的响应差异很大，因此需要进行更加细致的研究。
总结起来，干细胞的治疗应用是一项非常有前景的研究领域，但要实现干细胞的治疗应用需要先了解其微环境的构建和调控机制。
间充质干细胞在再生医学中的应用原理
间充质干细胞在再生医学中的应用原理间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是一类广泛存在于人体各种组织中的干细胞，在再生医学中被广泛应用。
MSCs具有可以自我更新和分化成多种功能细胞类型的特性，包括成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和肌肉细胞等。
下面将介绍MSCs在再生医学中的应用原理。
1. 组织工程组织工程是通过组织工程技术制造人工组织和器官，以修复和替代因疾病、外伤或发育异常而受损的自然组织。
MSCs可以从不同的人体组织（包括骨髓、脂肪、肌肉、肝脏等）中获得，并且已经被证明可以扮演重要的角色，例如在骨折愈合中分化为骨细胞，或在软骨修复中分化为软骨细胞。
MSCs可以在体外培养和扩增，并与载体材料（例如生物降解聚合物和羟基磷灰石等）结合，以制造人工骨和软骨等组织。
这些结构可以植入体内，以创造真正的组织再生。
2. 治疗MSCs可以通过多种方式在体内治疗疾病或外伤。
MSCs可以被注射到受损部位（例如心脏、肝脏或神经系统），以刺激组织修复和再生。
MSCs可以分化为多种细胞类型，包括心肌细胞、肝细胞和神经元等，可以用于建立人体组织和器官的新连接。
MSCs还可以产生多种生长因子，包括可促进血管新生的血管内皮生长因子和造血干细胞的血细胞生成素等，以促进组织修复和再生。
3. 免疫调节MSCs具有免疫调节能力，可以通过免疫抑制分子的分泌来抑制免疫系统的反应。
MSCs 可以抑制免疫系统中的淋巴细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞等免疫细胞的激活，以及抗炎效应。
这些机制使得MSCs在治疗免疫反应性疾病（例如自体免疫性疾病、移植排异反应等）和免疫系统不适当激活相关的疾病（例如哮喘、类风湿性关节炎、脑震荡等）中有良好的应用前景。
临床研究用人间充质干细胞质量评价
临床研究用人间充质干细胞质量评价一、引言人间充质干细胞（MSCs）由于其多向分化潜能、免疫调节特性以及易于体外培养等特点，被广泛用于临床研究。
在众多疾病的治疗中，MSCs 都展现出了巨大的潜力。
然而，要确保其在临床研究中的有效性，首先需要对MSCs的质量进行严格控制和评价。
本文将探讨如何评价临床研究用MSCs的质量。
二、MSCs的质量评价标准1、细胞的纯度和活性：这是MSCs质量评价的核心指标。
纯度是指MSCs中目标细胞的比例，而活性则是指MSCs的增殖能力和分化能力。
2、细胞的遗传稳定性：通过基因测序等方法，可以检测MSCs是否存在基因突变，以及是否存在潜在的致癌风险。
3、细胞的免疫调节特性：MSCs具有免疫调节特性，可以通过抑制免疫反应来降低排斥反应的风险。
因此，评价MSCs的免疫调节特性也是非常重要的。
4、细胞的来源和生产过程：MSCs的来源和生产过程也会对其质量产生影响。
例如，来自患者的自身MSCs可能比来自捐献者的MSCs更适合用于治疗。
同时，生产过程中的质量控制，如无菌操作、细胞培养基的质量等，也会影响MSCs的质量。
三、MSCs质量评价的方法1、细胞形态观察：通过观察MSCs的形态，可以初步判断其是否具有正常的形态学特征。
2、生长曲线测定：通过绘制MSCs的生长曲线，可以评估其增殖能力。
3、细胞表面标志物检测：通过检测细胞表面标志物，可以确定MSCs 的纯度和活性。
4、染色体核型分析：通过染色体核型分析，可以评估MSCs的遗传稳定性。
5、免疫调节特性检测：通过检测MSCs对免疫反应的调节作用，可以评估其免疫调节特性。
6、生产过程质量控制：通过监控生产过程中的关键控制点，可以确保MSCs的生产过程符合质量标准。
四、结论人间充质干细胞（MSCs）在临床研究中的应用前景广阔，但其质量评价是关键环节。
通过对MSCs的纯度、活性、遗传稳定性、免疫调节特性以及生产过程的质量控制等多方面的评价，可以确保其满足临床研究的需求。
上皮间充质转化和干细胞特性的调控和分化途径
上皮间充质转化和干细胞特性的调控和分化途径近年来，研究人员发现，许多肿瘤细胞具有干细胞特性，这意味着它们可以通过干细胞的自我更新和不限制性分化能力来维持肿瘤的生长。
而干细胞特性的来源之一就是上皮间充质转化（EMT）。
EMT是一种正常生理过程，它是胚胎发育和器官形成的一个必要环节。
它是指上皮细胞通过解离连接蛋白而变为具有间质特性的细胞，并且获得了侵袭性和转移性。
这种过程中，细胞表型的改变和细胞内信号通路的调控为细胞赋予了干细胞的特性。
EMT在肿瘤的发生和发展中也起到了很重要的作用。
在肿瘤中，上皮细胞通过EMT转化成了间充质细胞，从而获得了类似干细胞的特性，如自我更新、不限制性分化和细胞表型可塑性等。
这种转化使得肿瘤细胞能够幸存于恶劣的环境中，并且可以从原发肿瘤转移到其他部位，导致转移性肿瘤的形成。
EMT的调控机制非常复杂，包含许多信号通路和分子作用。
下面我们分别介绍一些主要的调控机制。
1.转录调控在EMT过程中，一些转录因子扮演着非常重要的角色。
例如Snail、Slug、Twist和ZEB等蛋白质都是EMT启动的核心转录因子。
它们通过抑制上皮细胞标志物，如E-细胞间质、细胞黏附分子和基底膜蛋白等，加速胚胎发育和肿瘤进程中的EMT。
2.miRNA调控miRNA也能够调控EMT过程，具体来说，它们可以干扰EMT 转录因子的表达。
例如，miR-200家族在胚胎发育和转移性肿瘤中起着抑制EMT的作用。
这是因为miR-200家族可以降低ZEB1/2和Twist的表达，从而保持上皮细胞的韧性。
3.蛋白质分解和胞外基质重构除了转录因子和miRNA外，EMT还涉及到蛋白质降解和胞外基质重构。
例如，在EMT过程中，钙离子连接蛋白N-cadherin的表达水平显著上调，而E-细胞间质的表达则相应下调。
这一转变可以通过由于其具有的细胞黏附分子的特性而增加肿瘤细胞间的连接力，促进肿瘤细胞的侵袭性和转移性。
4.激素调控激素也能够调控EMT过程。
isct_间充质干细胞_鉴定标准_理论说明
isct 间充质干细胞鉴定标准理论说明1. 引言1.1 概述在细胞治疗和再生医学领域，间充质干细胞（ISCT）作为一种重要的细胞资源，引起了广泛的关注。
ISCT具有多向分化潜能、免疫调节作用及促进组织修复的能力，被认为是一种理想的干细胞来源。
然而，由于缺乏统一和规范的鉴定标准，在实践应用中存在着不确定性和挑战。
1.2 文章结构本文将对ISCT进行深入探讨，并重点介绍其鉴定标准的理论说明。
文章包括以下几个部分：引言、ISCT间充质干细胞、鉴定标准理论说明、实践应用与挑战以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在系统梳理当前关于ISCT鉴定标准的理论知识，并探讨该领域面临的实践应用和挑战。
通过对ISCT表面标记物使用、功能性特征评估方法以及分子生物学检测手段应用等方面原理的介绍，希望能够提供给读者一个全面的理论基础，并展望ISCT鉴定标准未来的发展方向。
同时，对于临床转化前景展望、存在的问题与挑战以及解决方案和研究进展等方面也将进行讨论。
以上是本文“1. 引言”部分的详细内容。
该部分概述了文章的主题和目的，并介绍了本文的结构。
接下来将继续展开描述ISCT间充质干细胞及其鉴定标准相关内容。
2. ISCT间充质干细胞2.1 定义与特征ISCT（国际干细胞治疗学会）定义了间充质干细胞（MSCs）作为一类多潜能的成体干细胞，具有自我更新和多向分化的能力。
这些细胞可以从不同来源获得，包括骨髓、脐带血、脂肪组织等。
ISCT认为，MSCs应满足以下三个基本标准：1) 在培养条件下，MSCs应具备黏附能力；2) MSCs应表达特定的表面标记物，如CD73、CD90和CD105，并且在同时应该缺乏（或仅有极低水平）CD34、CD45、HLA-DR等造血和免疫相关标记物；3) MSCs应能够分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等不同种类的细胞。
此外，ISCT提出了额外的功能性特点来进一步确认MSCs。
这些功能性特点包括：1) 免疫调节作用：MSCs可以抑制免疫反应，并通过调节T淋巴细胞、B 淋巴细胞和自然杀伤细胞等免疫细胞的功能来达到免疫调节作用；2) 细胞迁移能力：MSCs具有从注射部位向受损组织迁移的能力；3) 分泌多种生物活性分子：MSCs可以产生多种生长因子、细胞因子和表观遗传调控因子，对损伤修复和组织再生具有重要作用。
干细胞的增殖与分化调控机制研究
干细胞的增殖与分化调控机制研究干细胞是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞。
它们能够分化为各种不同类型的细胞，而同时也能保持自我复制的能力。
干细胞的研究是生物医学领域的重要研究方向之一，因为它们有着巨大的治疗潜力。
许多细胞病理性疾病均由细胞增殖和分化异常引起，因此了解干细胞的增殖与分化调控机制，有助于更好地治疗这些疾病。
干细胞的增殖与分化调控机制与正常细胞增殖与分化的机制存在共通之处。
生物体中所有细胞都有一定的增殖能力和分化潜能，而这种能力正常情况下往往是被调控的。
增殖和分化调控是细胞发育、生长和恢复自我的靶标，在这个过程中扮演着非常重要的作用。
这种调控涉及到多个因素，包括细胞内的信号转导通路、染色体的构型、基因表达的定量和定向以及细胞外微环境等。
每个因素的变化都可能影响细胞的生长和分化。
干细胞增殖的调控机制细胞增殖是由一系列复杂的分子活动所控制。
细胞周期的进程包括四个不同的阶段：G0/G1、S、G2和M期。
在G1阶段，细胞进行DNA复制和膜合成。
S期是DNA复制的阶段。
在G2阶段，细胞进一步生长和准备细胞分裂。
M期是细胞分裂的阶段。
细胞周期的进程受到多种因素的调控，而其中许多因素也同样会影响干细胞的增殖。
常见的控制细胞增殖的因素包括环境因素、细胞内信号转导通路和激素。
环境因素包括氧分压、温度、pH值、营养物质、等。
细胞内信号转导通路包括细胞外环境因素的信号及其在细胞内的响应。
激素是另一种重要的调控细胞增殖的分子。
它们能够通过与特定的细胞膜受体的作用来调节细胞的增殖和分化活动。
干细胞分化的调控机制从某种意义上，增殖和分化是同一个过程的不同阶段。
干细胞在发育过程中需要分化为不同类型的细胞。
在某些情况下，细胞需要紧急分化以进行修复和恢复。
对于干细胞分化的调控，在许多机制上与增殖调控相似。
许多分子和信号通路被发现在这两种调控中具有重要的作用。
对于干细胞分化的调控，许多研究已经确定了重要的调节因子和信号通路。
间充质干细胞成脂成骨分化实验方法学开发思路和流程
间充质干细胞成脂成骨分化实验方法学开发思路和流程干细胞是一种具有自我更新能力和多潜能分化的细胞，可以分化成为各种类型的细胞，包括脂肪细胞和骨细胞。
间充质干细胞（MSCs）是一种重要的干细胞类型，它们存在于各种组织中，如骨髓、脂肪组织和胎盘组织等。
间充质干细胞成脂成骨分化的实验方法学开发，是生物医学研究中一个重要的课题。
本文将从方法学开发的思路和流程入手，对间充质干细胞成脂成骨分化实验方法学进行探讨。
一、研究背景间充质干细胞成脂成骨分化是指间充质干细胞在一定的诱导条件下分化为脂肪细胞或骨细胞的过程，这一过程在细胞生物学和再生医学领域具有重要意义。
成脂成骨分化的研究有助于深入了解骨质疏松症、骨折愈合和脂肪代谢等疾病的发病机制，同时也为干细胞治疗提供了理论基础。
因此，开发一套可靠的实验方法学对于间充质干细胞成脂成骨分化研究至关重要。
1.确定分化诱导条件间充质干细胞在体外培养时，可通过添加不同的生长因子、细胞因子或药物来诱导其分化为脂肪细胞或骨细胞。
因此，确定最佳的分化诱导条件是方法学开发的第一步。
此过程需要考虑到诱导因子的种类、浓度、培养时间等因素，以及不同来源的间充质干细胞在分化过程中的差异性。
2.确定评价指标分化过程中，需要通过一系列的生物化学和分子生物学方法来评价间充质干细胞的脂肪细胞或骨细胞特征。
这些评价指标包括脂肪细胞的油红O染色、脂肪球形成实验，以及骨细胞的矿化实验、ALP染色等。
确定合适的评价指标对于评估分化效果至关重要。
3.确定实验方案在确定了分化诱导条件和评价指标后，需要制定详细的实验方案。
包括细胞的处理方法、诱导条件的优化、实验的时间节点等，以便后续实验的顺利进行。
1.间充质干细胞的提取和培养首先需要从适当的组织中分离和提取间充质干细胞，并进行细胞培养。
这一步需要注意细胞的纯度和活性，以保证后续实验的准确性。
2.分化诱导实验将培养好的间充质干细胞分别进行脂肪和骨分化诱导实验，根据预先确定的诱导条件进行处理。
骨髓间充质干细胞成软骨分化机制研究进展
骨髓间充质干细胞成软骨分化机制研究进展张佳瑶同济大学口腔医学院·同济大学附属口腔医院修复科，上海牙组织修复与再生工程技术研究中心 200072刘玛丽浙江杭州师范大学 310000摘要：近年来，随着我国科技实力的不断增强，骨组织工程飞速发展，为骨修复带来了全新的期盼。
骨髓间充质干细胞是骨组织工程中的种子细胞，通过诱导骨髓间充质干细胞定向分化为软骨细胞能够有效治疗骨关节炎、软骨缺损等疾病，由于骨髓间充质干细胞在分化过程中不仅涉及众多信号通路，并且还会受到蛋白质、药物、RNA以及基因等多种因素的影响，因此，为进一步提升骨髓间充质干细胞在科学研究和临床中的应用效果，本篇文章将依据国内外的相关研究，对骨髓间充质干细胞成软骨分化机制的研究进展展开综述。
关键词：骨髓间充质干细胞；软骨细胞；分化机制引言：骨髓间充质干细胞是一种尚未分化充分的类中胚层细胞，具有多向分化潜能，能够在特定的条件下分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、心肌细胞以及神经元等[1-5]。
由于骨髓间充质干细胞取材方便、对身体损伤小并免疫原性相对较低，所以，它在组织工程学中的应用非常广泛，是骨组织工程中不可或缺的种子细胞。
近年来，随着我国人口老龄化的加剧，软骨病变、骨关节炎等疾病的发病率显著提升，对广大老年人群的机体健康和日常生活造成了严重的影响。
软骨组织主要由细胞外基质和软骨细胞共同组成，属于一种结缔组织，由于该组织内缺少血管和神经支配，一般无法自我再生，再加之软骨细胞的增殖能力也非常薄弱，所以，软骨损伤通常无法自我修复，如何有效治疗软骨相关疾病一直深受医学界的关注。
随着骨组织工程的高速发展，诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化在治疗软骨病变、骨关节炎等疾病中的优势作用日益凸显，但是，由于骨髓间充质干细胞成软骨在分化过程中很容易因发生肥大变性而生成纤维软骨，从而导致治疗陷入中断或者失败，故此，总结分析骨髓间充质干细胞成软骨分化机制的研究进展对于相关科学研究及临床治疗具有重要意义[6-10]。
激素对骨髓间充质干细胞分化的调节作用
激素对骨髓间充质干细胞分化的调节作用骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）是一类多能干细胞，具有自我更新与多能分化特性，可分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种成分细胞。
与其他干细胞相比，MSCs来源广泛、取材易得、分离简单、保存方便，且具有较低的免疫原性和免疫抑制作用。
因此，MSCs已成为目前干细胞治疗领域内备受瞩目的研究热点。
激素作为调控体内代谢、生长发育等生命活动的重要生物化学物质，在干细胞分化中也发挥着重要的作用。
MSCs分化过程中，激素作为外界刺激，通过激活内部信号转导通路，调节细胞的分化方向和时机，从而影响干细胞向特定细胞系的分化过程。
在MSCs分化过程中，各种激素会发挥不同的作用。
主要涉及到的激素包括：1. 生长激素（GH）：生长激素主要作用于软骨和骨，促进骨细胞和软骨细胞的分化和增殖。
2. 细胞因子（如TGF-β、HGF）: 细胞因子通过调节MSCs所表达的基因，促进MSCs向特定成分细胞系分化。
如TGF-β可促进MSCs向软骨细胞分化，HGF则可促进MSCs向肝细胞分化。
3. 雄激素（如雄二醇）: 雄激素可促进骨形成和增加骨密度，维持骨骼健康。
4. 糖皮质激素(如皮质醇)：糖皮质激素可抑制骨吸收，同时促进骨形成。
从上述作用可以看出，激素在MSCs的成分分化过程中发挥了重要作用。
正确运用激素，可使MSCs向有益成分细胞系分化，同时抑制MSCs向不良成分细胞系分化，从而为干细胞治疗提供更好的基础。
但过度或不当的应用激素则会带来副作用，如增加感染风险、提高心血管疾病风险等。
因此，应根据具体情况权衡利弊，避免滥用。
总之，激素作为调节体内生物过程的重要物质，对MSCs分化起到了重要作用。
对于干细胞治疗技术的发展，更深入的研究激素对MSCs的调节作用，有助于更准确地掌握干细胞分化规律，为临床干细胞治疗提供更加科学与可靠的理论基础。
胚胎干细胞的分化与调控机制研究
胚胎干细胞的分化与调控机制研究胚胎是人类生命的起源。
胚胎发育过程中，细胞分化和调控是非常重要的研究方向。
其中胚胎干细胞是研究的重点，它们可以分化为不同类型的细胞并在不同的组织和器官中完成特定的功能。
本文将介绍胚胎干细胞的分化和调控机制的研究进展。
一、胚胎干细胞的定义和特性胚胎干细胞是从早期胚胎中获取并保存的一种细胞。
它们具有两个重要的特性：1. 多能性：胚胎干细胞可以分化为三个胚层的所有类型组织，包括内胚层（胚球的内部）、外胚层（胚球的外部）和中胚层（内胚层和外胚层之间的区域）。
2. 自我更新：胚胎干细胞可以不断地分裂和自我更新，保持其未分化状态。
以上的两个特性使胚胎干细胞在分化和发育过程中扮演着重要的角色。
二、胚胎干细胞的分化胚胎干细胞能够分化为不同类型的细胞，这种分化过程成为细胞命运的决定。
细胞命运在很大程度上由细胞内的信号通路和外部环境因素共同调控。
最近的研究发现，细胞外基质对胚胎干细胞的分化也有很大的影响，这包括生长因子、细胞外基质成分和细胞间相互作用等。
胚胎干细胞的分化过程可以显式的调控，这导致胚胎干细胞的定向分化成为一个重要的研究方向。
在胚胎干细胞分化过程中，特定的基因表达活动被激活或抑制，这促进了不同类型细胞的分化。
一些基因表达动态的短周期、稳态和长周期的过程，已经成为研究分化过程的前沿。
这些基因的表达模式可以帮助人们理解细胞命运的决定和分化过程的调控。
三、胚胎干细胞的调控机制胚胎干细胞的分化是复杂的，它需要由多个信号通路和调控模块所组成的调控网络。
最近的研究表明，在这些调控模块中，转录因子、非编码RNA、表观遗传调控和染色质结构调控等因素起着至关重要的作用。
在不同的细胞命运的分化过程中，不同的调控因素主导着分化过程。
例如，在心脏和肌肉分化过程中，ARK5的活性和ERK通路的活性相互作用，控制核外ATP的浓度，增加峰值活性，促进心肌分化并抑制脂肪细胞投入。
这种调控方案可以促进心肌细胞的定向分化，并在胚胎发育过程中起到重要的作用。
组织干细胞的干性维持、分化控制和免疫调节研究
项目名称：组织干细胞的干性维持、分化控制和免疫调节研究一、研究内容1、组织干细胞静息和活化状态的转换及多潜能性研究研究干细胞静息和活化状态的转换，评价其分化的多潜能性，以认识组织干细胞的干性维持机制。
拟应用已知的可能的组织干细胞的标志，制备组织干细胞遗传标记小鼠模型或进行离体标记，以显微切割系统进行单细胞水平的分离，利用已建立的组织干细胞长期培养观察系统进行培养观察，借助SOLiD TM技术平台对组织干细胞进行单细胞表达谱分析，以识别和鉴定组织干细胞，识别静息和活化的组织干细胞的特征，发现不同状态下组织干细胞的特异性分子标志，掌握静息和活化状态转换的分子机制；研究免疫因子对组织干细胞干性维持的影响及其机制；通过比较不同阶段的多潜能干细胞和单潜能前体细胞的mRNA和蛋白质表达谱以及表观遗传学谱，确定组织干细胞在遗传及表观遗传方面的特性标志，分析维持组织干细胞多潜能性的遗传和表观遗传作用机制，揭示组织干细胞干性维持的规律。
2、组织干细胞分化启动和分化定向研究研究分化启动关键因子、抑分化因子和促分化因子平衡、免疫因子与分化的相关性、分化过程的阶段特性，以及异位再殖的分化特性。
拟采用活体组织中干细胞遗传标记及其谱系示踪模型小鼠，制备组织干细胞分化模型，在不同的时间点（即不同的分化阶段）直接从活体中采取标记细胞和组织标本，采用原位和离体的方法对组织干细胞分化活动的过程及其调控进行具有时空特性的综合研究，其中包括：组织干细胞分化进程中结构空间特性的认识、不同分化阶段特征的鉴别、分化启动和分化定向关键调控因子的鉴定。
在此基础上，也进行不同胚层来源的组织的组织干细胞之间的比较研究，以认识分化事件调控的基本规律。
3、组织干细胞分化的遗传及表观遗传调控机制研究研究与组织干细胞分化相关的关键因子的遗传和表观遗传调控机制，加深对组织干细胞分化调控基本规律的认识。
拟采用遗传学和表观遗传学研究体系，探讨已知的表观调控因子（包括组蛋白修饰分子、染色质重塑分子和microRNA）的生物学功能和作用机制；发现和鉴定新的表观遗传调控因子及其作用机制；研究免疫因子对组织干细胞分化的遗传及表观遗传调节的影响及其机制；运用生物信息学方法，整合不同层次的数据（mRNA、转录因子、microRNA和表观遗传调控相关分子），探索组织干细胞分化调控规律，为干预组织干细胞的分化提供依据。
干细胞与组织工程间充质干细胞及其应用
通过间充质干细胞的软骨分化能力，构建软骨组织工程产 品，用于关节软骨损伤、退行性关节病等治疗。
心肌组织再生
利用间充质干细胞的心肌分化潜能，结合生物材料支架和 生长因子等，构建心肌组织工程产品，用于心肌梗死、心 力衰竭等治疗。
挑战与前景展望
挑战
目前间充质干细胞在再生医学领域的应用仍面临许多挑战，如细胞来源、安全性、有效性等问题。
干细胞与组织工程间充质干细胞的精准医疗应用
随着精准医疗理念的深入人心和基因编辑技术的发展，未来有望实现间充质干细胞的精 准医疗应用，为个体化治疗提供新的解决方案。
干细胞与组织工程间充质干细胞的跨领域合作与创新
未来，随着多学科交叉融合的不断深入，有望实现间充质干细胞在再生医学、组织工程 、生物材料等多个领域的跨领域合作与创新，推动相关产业的协同发展。
原理概述
组织工程是应用生命科学和工程学原 理，通过构建生物功能替代物来修复 、维持或改善人体组织功能的一门新 兴交叉学科。
技术手段
主要包括细胞培养、生物材料支架制 备、细胞-材料复合物构建、移植及体 内外评价等步骤。
在再生医学领域应用实例
骨组织再生
利用间充质干细胞的成骨分化能力，结合生物材料支架， 构建骨组织工程产品，用于治疗骨缺损、骨折不愈合等。
03
间充质干细胞鉴定与功能分 析
鉴定方法
形态学鉴定
通过显微镜观察细胞形态，间充质干细胞呈长梭形或纺锤形，具 有贴壁生长的特性。
表面标志物鉴定
采用流式细胞术等方法检测细胞表面标志物，如CD73、CD90、 CD105等，以确认间充质干细胞的身份。
多向分化能力鉴定
在特定条件下诱导间充质干细胞向成骨、成脂、成软骨等方向分化 ，以验证其多向分化潜能。
间充质干细胞的免疫调控在治疗肝衰竭中的作用及机制探讨的开题报告
间充质干细胞的免疫调控在治疗肝衰竭中的作用及
机制探讨的开题报告
一、研究背景与意义
肝衰竭是一种严重危害人体健康的疾病，病因广泛，并发症多，具
有较高的病死率。
肝移植是目前治疗肝衰竭的主要方法之一，但手术复杂、费用昂贵，而且由于供体不足，很多病人无法得到及时治疗。
因此，寻找一种新型、安全有效的治疗方法是当务之急。
间充质干细胞（MSCs）具有自我更新、多向分化、抗炎免疫调节等多种生物学特性。
近年来，越来越多的研究表明，MSCs在肝脏再生和肝功能的修复中具有重要作用。
同时，MSCs在肝衰竭治疗中的免疫调节作用也逐渐受到重视。
二、研究目的
本研究旨在探讨MSCs在治疗肝衰竭中的免疫调节作用及其机制，
寻找新型、安全有效的肝衰竭治疗方法。
三、研究内容与方案
1.文献综述：对MSCs在治疗肝衰竭中的应用研究现状、相关机制进行梳理和总结，深入探讨MSCs在肝衰竭治疗中的作用机制。
2.实验设计：建立肝衰竭模型，随机分组注射MSCs或生理盐水，观察MSCs治疗对肝衰竭的影响；通过免疫学指标及相关分子机制的检测，探讨MSCs在肝衰竭治疗中的免疫调节作用及其机制。
3.数据分析：通过采用统计学方法对实验数据进行比较和分析，得
出MSCs在肝衰竭治疗中的优劣及其作用机制。
四、预期成果
1.明确MSCs在肝衰竭治疗中的免疫调控作用及机制。
2.提供一种新的、安全有效的肝衰竭治疗方法。
3.培养本文作者的实验设计和数据分析能力，提升科研能力。
内源性干细胞修复机制研究进展
内源性干细胞修复机制研究进展近年来，内源性干细胞修复机制的研究取得了重要进展。
内源性干细胞是具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体，对于维持组织和器官的正常功能具有重要作用。
本文将从干细胞的来源、分化机制、调控因素以及临床应用等方面综述内源性干细胞修复机制的最新研究进展。
首先，内源性干细胞的来源多样化。
在成体组织中，内源性干细胞主要包括骨髓、脐带血、脂肪组织和间充质干细胞等。
近年来，研究者还发现了一些新的来源，如胚胎干细胞和诱导多能干细胞。
这些干细胞来源的丰富多样性为内源性干细胞修复机制的深入研究提供了丰富的研究材料。
其次，内源性干细胞的分化机制被广泛研究。
内源性干细胞在分化为不同细胞类型的过程中受到复杂的调控。
研究发现，一些关键的信号通路，如Wnt、Notch和Hedgehog等，参与了内源性干细胞的分化调控过程。
此外，转录因子的调控也在干细胞分化中发挥重要作用。
例如，Oct4、Sox2和Nanog等转录因子对内源性干细胞的自我更新和多向分化起到关键作用。
对内源性干细胞分化机制的深入研究有助于揭示组织和器官发育的分子机制。
此外，内源性干细胞修复机制还受到多种调控因素的影响。
环境因素、细胞因子、生长因子等都可以影响内源性干细胞的增殖和分化。
例如，炎症因子和细胞凋亡因子可以激活内源性干细胞的增殖和分化，促进组织修复。
此外，微环境也对内源性干细胞的行为产生重要影响。
干细胞周围的细胞和基质释放的信号分子可以调控干细胞的自我更新和分化命运。
对于这些调控因素的深入研究有助于优化内源性干细胞治疗策略，提高其疗效。
最后，内源性干细胞修复机制的研究为临床应用提供了基础。
目前已有许多临床试验和应用针对内源性干细胞的治疗策略。
例如，骨髓干细胞移植已被广泛应用于治疗血液系统疾病和免疫系统疾病。
脐带血干细胞的应用在再生医学领域也取得了一定的成功。
此外，干细胞在心血管、神经系统和肝脏等器官的修复中也显示出巨大的潜力。
尽管内源性干细胞治疗面临一些挑战，如免疫排斥和安全性问题，但通过不断改进技术和治疗策略，内源性干细胞的临床应用前景十分广阔。
干细胞分化成心肌细胞的分子机制研究及应用
干细胞分化成心肌细胞的分子机制研究及应用干细胞是一种在生物体内存在的未分化的细胞，具有自我更新、自我复制和分化成多种不同细胞类型的特性。
干细胞在医学和生物学领域具有广泛的应用前景，其中心肌细胞的分化成为了研究的热点之一。
本文将探讨干细胞分化成心肌细胞的分子机制研究及其在临床应用中的前景。
一、干细胞的类型及特点干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞来源于内膜囊胚早期胚层细胞，具有无限分化和自我更新能力。
成体干细胞则分为多种类型，如造血干细胞、神经干细胞、肌肉干细胞等，具有分化成特定细胞类型的潜能。
干细胞的特点是具有自我更新和分化能力。
自我更新指干细胞可以不断分化产生新的干细胞，保持其种群的存在；分化能力则指干细胞可以分化成多种不同细胞类型，满足生物体发育、生长和修复等需要。
二、心肌细胞的疾病与干细胞治疗的前景心血管疾病是世界范围内的头号死亡原因之一，其中心肌病变是心血管疾病的重要形式。
心肌细胞具有很弱的再生能力，一旦损伤难以修复。
因此，心肌细胞的再生和修复成为了心血管疾病治疗中的热点。
干细胞及其分化成心肌细胞的应用成为了治疗心肌病变的前沿领域。
干细胞治疗方案主要包括干细胞移植和干细胞诱导分化成心肌细胞。
干细胞移植是指将内源性或外源性的干细胞移植到病变组织中，通过干细胞的分化和增殖，修复损伤的组织。
干细胞诱导分化成心肌细胞则是利用干细胞的分化能力，在体外诱导干细胞分化为心肌细胞，再将分化后的心肌细胞移植到病变组织中。
三、分子机制研究干细胞分化成心肌细胞的分子机制研究主要包括以下方面：1. 干细胞命运调控因子干细胞命运调控因子是调控干细胞分化和维持干细胞状态的关键因子。
在干细胞诱导分化为心肌细胞的过程中，多个命运调控因子被激活或抑制，有序地调整干细胞的分化和增殖。
2. 信号通路调控干细胞分化的过程中涉及到多个信号通路的调控，如Wnt、BMP、Notch、Hippo等信号通路。
这些信号通路的激活或抑制能够影响干细胞向心肌细胞方向分化或维持其干细胞状态。
骨髓间充质干细胞的分化调控机制
骨髓间充质干细胞的分化调控机制骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是成年人体内广泛存在的一类干细胞，可以分化为多种细胞类型，如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等，因此被广泛应用于组织工程和再生医学领域。
然而，MSCs体外培养过程中易发生细胞龄衰老、不同源性、分化失衡等问题，限制了其应用。
因此，探究MSCs分化调控机制，有助于解决上述问题，提高MSCs应用效率和安全性。
一、基因转录调控MSCs分化过程中涉及到大量基因的转录调控。
研究发现，BMP、Wnt、Notch、Hedgehog等信号通路在MSCs分化调控中发挥重要作用。
以BMP为例，它可以促进MSCs向成骨细胞分化，并通过Smads通路促进Runx2基因表达，从而进一步促进成骨细胞分化。
另外，BMP还可以通过调控Noggin、Chordin等抑制剂的表达，来抑制MSCs向脂肪细胞分化。
Wnt、Notch、Hedgehog等信号通路同样也在MSCs分化调控中发挥类似的作用。
二、表观遗传学调控表观遗传学调控是指非编码RNA、DNA甲基化、组蛋白修饰等方式对基因表达进行调控的过程。
已有研究发现，表观遗传学调控在MSCs分化调控中也扮演着重要角色。
例如，研究显示非编码RNA可以通过miRNA介导维持MSCs干细胞状态，抑制其向成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞分化。
另外，DNA甲基化也在MSCs分化调控中发挥着重要作用。
研究发现，MSCs向成骨细胞和脂肪细胞分化过程中，具有不同的DNA甲基化模式。
因此，对MSCs分化过程中的表观遗传学调控机制进行深入研究，有助于揭示MSCs分化调控的分子机理。
三、细胞外基质调控细胞外基质是细胞外部分的生物大分子网状结构，包括胶原蛋白、Laminin、纤维素等多种成分。
细胞外基质不仅为MSCs提供支持力，而且还参与了MSCs的分化调控。
研究发现，不同类型的细胞外基质成分可调控MSCs向特定细胞系分化。
干细胞的研究进展
干细胞的研究进展干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的特殊细胞，它们可以分化成多种细胞类型，并能够恢复组织功能。
干细胞研究是生物医学领域中的一个重要研究方向，对于疾病治疗、组织再生和器官移植等有着巨大的潜力。
近年来，干细胞研究在许多方面取得了重要的进展。
首先，间充质干细胞（MSCs）的研究在干细胞领域有着广泛的应用前景。
MSCs可以从多种组织中分离出来，具有自我更新和多向分化的能力。
研究人员已经证实MSCs可以分化成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等，并且可以修复骨骼缺损、软骨退化等疾病。
此外，MSCs还具有免疫调控和抗炎功能，被广泛应用于临床治疗领域，如心脏病、中风、肾脏疾病等。
其次，诱导多能干细胞（iPSCs）的研究成果引起了广泛关注。
iPSCs是一种可以通过基因重编程技术从成体细胞中重新获得多能性的细胞。
这种细胞具有与胚胎干细胞相似的自我更新和多向分化潜能，可以分化成多种类型的细胞，并且不会引起伦理争议。
iPSCs的发现为研究人员提供了大量疾病模型和医学治疗的机会。
目前，iPSCs已经被用于研究多种疾病的病理机制，例如糖尿病、帕金森病和肌营养不良等。
另外，干细胞在组织修复和再生方面的应用也取得了重要突破。
例如，心脏病是导致世界各地居民死亡的主要原因之一，而干细胞治疗已成为一种潜在的治疗方法。
研究人员已经成功地将干细胞移植到心脏病患者中，恢复了受损心肌的功能。
此外，干细胞还被用于皮肤再生、神经元再生以及运动功能恢复等领域。
干细胞研究面临着一些挑战和限制。
首先，干细胞移植可能引起免疫排斥反应，需要进行免疫抑制治疗。
其次，干细胞分化的调控机制还不完全清楚，需要进一步研究。
此外，干细胞治疗的成本较高，需要更多的研究和临床验证。
总结起来，干细胞研究在生物医学领域有着重要的应用前景。
近年来，间充质干细胞和诱导多能干细胞的研究取得了重要进展，为疾病治疗和组织再生提供了新的途径。
然而，干细胞研究还面临一些挑战和限制，需要不断努力和进一步研究来解决。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
项目名称：体内间充质干细胞自我更新、分化及其调控相关组织干细胞的机制研究首席科学家：李保界上海交通大学起止年限：2012.1 至2016.8依托部门：上海市科委一、关键科学问题及研究内容拟解决的关键科学问题基于MSC广谱的疾病治疗应用前景，针对目前对MSC的微环境、自我更新、分化机理等缺乏系统研究的现状, 本课题拟解决以下关键科学问题:1. 通过建立脂肪细胞、成骨细胞、骨髓HSC 缺乏及血管再生受阻的动物模型，探讨这几种细胞是否作为骨髓MSC 的微环境调节MSC 的干性维持、自我更新与分化，寻找这些细胞旁分泌的活性分子在其中的作用，并探讨这些活性分子在抵抗组织衰老、促进组织再生与损伤修复中的作用。
2. 通过在体研究PTHrP-Bmi1 BMP-MAPK p16和p53通路等在调控MSC自我更新与分化中的作用机制，阐释MSC 自我更新与分化的关键信号分子在抵抗组织衰老，促进组织再生及损伤修复中的作用，并与微环境中的信号分子建立联系。
3. 通过系统地分析MSC 自我更新、分化过程中表观遗传学的改变，寻找受DNA 甲基化、组蛋白修饰、non-coding RNA调控的目标基因。
结合基因表达图谱，阐释在MSC 的维持、自我更新及分化中的新表观遗传学基础。
利用基因敲除小鼠，研究若干关键表观遗传调控基因在MSC 自我更新与分化中的作用及机制，并研究其与信号通路的关系。
4. 通过对骨折愈合、HSC 造血和神经损伤修复的在体研究，阐释MSC 及其分化细胞在这些过程中的作用和机制，以期为MSC 的临床应用提供理论依据和指导。
探讨两种活性分子通过促进MSC 增殖及向成骨细胞分化，加速骨形成和骨折愈合以及促进HSC 造血和神经再生与修复的应用前景。
主要研究内容1. 建立可识别和分离体内骨髓MSC的基因工程小鼠体系拟建立Gt(ROSA)26Sor-YF；PNestin-Cre 小鼠、Gt(ROSA)26Sor-YF；PPrxI-Cre小鼠、Gt(ROSA)26Sor-YFPDermo-Cre小鼠，用于观察体内MSC的状况以及通过流式分选这些细胞。
2. 建立可特异性杀死MSC成骨细胞或者其他细胞的基因工程小鼠体系利用细胞特异性的CreER(T和iDTR小鼠，注射白喉毒素特异性杀死Cre表达的细胞。
3. MSC的骨髓微环境中的细胞成分和活性分子鉴定特异性地的杀死脂肪细胞/成骨细胞，利用生物活性分子促进HSC从骨髓迁徙到外周血或者抑制血管再生，观察其对MSC增殖和分化的影响；建立并利用细胞共培养体系探讨脂肪细胞、成骨细胞、血管内皮细胞及HSC对MSC 的自我更新和分化的影响。
利用液体芯片技术分析脂肪细胞、血管内皮细胞、HSC以及成骨细胞所分泌的生长因子及活性分子，并研究它们对体内MSC 的调控作用。
4. MSC在组织再生与损伤修复中的作用特异性杀死MSC或成骨细胞，比较MSC和成骨细胞作为造血微环境在改善HSC造血中的作用，并探讨BMPRIA和TGF受体特异敲除对HSC造血的影响；研究MSC的减少或缺失对SSRIs (抗抑郁症药物)引起的NSC神经元分化的可能作用；研究MSC的减少或缺失对LPS引起神经损伤修复的影响。
5. MSC自我更新与定向分化的信号调控机制研究Bmi1在MSC增殖、分化以及衰老中的作用；研究p53和p16在Bmi1 引起的MSC 衰老及分化中的作用以及与过氧化物的关系；研究BMP-BMPRIA-MAPK 在调节MSC增殖和分化中的作用及分子机理。
6. MSC自我更新与分化的表观遗传学调控利用基因敲除小鼠，研究表观遗传关键调控基因在MSC自我更新与分化中的作用及机制；确立在MSC自我更新与分化过程中被表观遗传修饰的靶基因谱以及与上述关键调控基因的关系；搜寻MSC自我更新与分化过程中新的IncRNA和microRNA分子，并阐释其调控成骨分化的功能；建立调控MSC 自我更新与分化的表观遗传网络，并与其信号调控网络和基因表达图谱建立联系。
7. 筛选可调节体内MSC更新、定向分化以及促进组织损伤修复的活性分子改造BMP蛋白分子以及筛选BMPs的小分子激动剂，在体研究BMPs激动剂在体内MSC自我更新、分化、骨再生/骨折愈合以及造血和神经损伤修复中的作用；探讨BMP是否通过MSC或成骨细胞促进造血二、预期目标总体目标：利用多种动物模型，通过研究正常生理状况下、衰老、骨折愈合、造血、神经损伤修复过程中MSC的活动与功能，在理论方面，阐释MSC的维持、自我更新、分化的调控机制，深入地了解MSC的生物学本质；在应用方面，探讨活性蛋白或小分子化合物通过调节MSC的增殖与分化，在促进骨再生、HSC造血和神经再生修复中的应用，为MSC广泛的临床应用提供坚实的实验依据。
最终促使我国在MSC相关领域形成自己的特色，达到国际领先水平。
同时，以本项目为纽带，促进多学科、多院校的合作和交流，培养一批优秀的干细胞研究人才。
五年预期目标：1 •禾U用本团队已建立的小鼠模型，通过降低骨髓HSC成骨细胞或者脂肪细胞的数量以及抑制血管再生，研究MSC 骨髓微环境中起作用的细胞组成，并禾用体外共培养的方法，研究这些细胞分泌的因子对MSC 增殖与分化的调控作用以及机制。
以骨骼代谢的重要调节分子BMPs 入手，阐释BMPs 在MSC 的维持、自我更新以及衰老中的作用。
2．禾用Bmi1、p53、p16、p38、Tak1 等基因敲除小鼠模型，研究MSC 体内自我更新与分化的信号通路调控。
揭示MSC 自我更新信号的主要调节机制，以及协调MSC 分化为成骨或者脂肪细胞的信号调节机制。
在此基础上，寻找延迟MSC 衰老、抑制MSC 脂肪分化、促进其成骨分化的关键信号分子，为延缓骨骼衰老、促进骨再生及损伤修复提供理论基础。
3 •通过研究分离出的MSC培养的MSG以及分化出的成骨细胞、脂肪细胞等的表观遗传学差异，和相应细胞的基因表达图谱进行比较，阐释调控MSC的维持、增殖及分化为不同细胞的表观遗传学机制，寻找在此过程中起重要作用的新调节基因。
从而通过控制基因表达延缓MSC 衰老，促进其增殖及向成骨分化。
4•探讨内源性MSC及其分化的细胞对HSG神经损伤修复的作用。
研究在此过程中正常或者BMP/TGB信号受阻的MSC和成骨细胞等对HSC微环境的贡献以及对神经损伤修复的作用。
改造BMP 蛋白分子以及筛选BMPs 的小分子激动剂，研究它们对体内MSC 的维持、自我更新和分化、以及HSC 造血、骨及神经再生与修复中的作用。
5．取得具有国际影响的原创性成果,预期在国内外专业期刊上发表一批高水平论文。
其中在国际一流学术刊物（IF>10）上发表论文10篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上发表论文50篇以上。
另外，申请专利5项以上。
6．预计培养博士后25-35 人，博士研究生50-80 人及一批学术水平高、创新能力强的中青年学术骨干,为MSC 研究打造一支具有国际影响力的高水平研究队伍三、研究方案学术思路：间充质干细胞作为研究最活跃的成体干细胞，在骨骼的发育与再生中起重要的作用，同时还具有其它干细胞不具有的广阔的应用前景。
目前，对MSC 的稳态维持、自我更新与分化的调控机制知之甚少，因此无法精细地控制MSC 的活动与功能，以达到预期的治疗效果，严重阻碍了MSC 的临床应用。
此外，人们尚不清楚骨骼以外的修复功能是否也是内源性MSC 固有的。
在综合本团队及国内外的最新研究进展的基础上，我们将以MSC 的微环境、体内自我更新与分化的遗传和表观遗传学机制、MSC支持其它组织（造血和神经）再生与修复的机制为研究主线，以多种基因敲除小鼠为工具，对正常及病理状态下调控MSC命运的关键环节特别是关键分子靶点及信号网络进行系统的研究。
通过以上几个方面的系统研究，我们将对MSC的体内自我更新与分化有一个全面的了解，从而指导MSC的临床应用。
探讨活性蛋白PTH改变骨髓微环境中的MSC成骨分化促进造血的机制和应用，通过对重组BMP以及BMP小分子激动剂的筛选，寻找可通过调节MSC自我更新与定向分化，对抗骨质疏松、促进骨折愈合以及其它组织修复的小分子药物，提升中国药物研发的能力，创造具有自主知识产权的、具有国际竞争力的新技术、新产品，服务于我国经济发展与人民健康。
创新点与特色1. 首次利用多种基因工程小鼠（团队拥有几十种基因工程小鼠的资源）对MSC的微环境中各类细胞进行系统的分析；并通过液体芯片技术对这些细胞所分泌的活性生物分子进行系统而全面的分析以及功能验证，对骨髓MSC 的微环境提供一个全面的认识。
本项目研究的是科学前沿问题、具体目标明确，有很强的创新性。
2. 利用Prx1-CreERf和Dermo-Cre转基因小鼠和iDTR小鼠，在注射小鼠白喉毒素的情况下，特异的杀死体内的MSC,研究内源的MSC在骨折愈合、造血以及神经损伤修复中的作用。
该研究对MSC 的临床应用具有重要的意义。
这有别于以往的MSC 的局部注射或者静脉注射，所用的MSC 未经过体外扩增，因此可以探讨MSC 真正的体内功能。
3. 率先利用MSC 特异性Bmi1 或Sirt1 高表达，研究它们是否能够通过促进MSC 自我更新和向成骨细胞分化，抑制其向脂肪细胞分化而发挥抗骨质疏松作用；率先揭示PTHrP经Bmi1介导抑制p53和p16通路活性，抑制氧化应激反应，刺激BM-MSC 自我更新，促进其向成骨细胞分化，抑制其向脂肪细胞分化而发挥抗衰老和抗骨质疏松的作用机制。
4. 率先研究若干关键表观遗传调控基因在MSC 自我更新与分化中的作用及其机制分析；确立在MSC 分化过程中被表观遗传修饰的靶基因谱及搜寻新的lncRNA 和microRN A 分子并阐释其调控成骨分化的功能。
5. 本项目对贯穿于四个课题的骨形态蛋白进行了较为全面的研究，筛选可以替代BMPs 的小分子激动剂，并取得了很大的进展，将为骨质疏松以及骨损伤修复的治疗提供一种新的途径。
6. 参加人员已在相关领域取得国际认可或领先的前期研究结果。
本研究课题所涉及的各个方面内容大多是前期工作基础上的延伸或拓展。
因此，本项目具有很高的研究起点和可行性，预期结果必将在国际MSC 研究领域中占领新高地，促进我国干细胞研究整体水平和地位的进一步提升。
课题设置课题一：成体MSC的骨髓微环境研究目标:1. 明确脂肪细胞、成骨细胞、HS（及血管内皮细胞是否作为骨髓MSC的微环境调节MSC勺干性维持、自我更新与分化。
2. 鉴定骨髓MSC微环境的旁分泌活性分子在调节MSC勺干性维持、自我更新与分化中的作用。
3. 明确BMPs是否作为MSC微环境中的重要活性因子。
研究内容:1. 利用脂肪特异的Adipoq-CreER（T（） Cre 和tamoxifen-responsive estrogenreceptor）；iDTR小鼠（2个月和12个月），注射白喉毒素特异性杀死脂肪细胞，观察脂肪细胞缺乏对Nestin+细胞、PDGFR+及CAR细胞数目及其增殖和分化的影响。