体外人多能干细胞向间充质样细胞分化、鉴定和纯化方法的研究进展

doi:10.13481/j.1671-587X.20230634

摘要/Abstract

摘要：

人多能干细胞来源间充质干细胞（hPSCs-MSCs）具有与成体间充质干细胞（MSCs）相似的分化功能，还具有体外增殖能力强、来源丰富和免疫原性风险低等优点。hPSCs-MSCs可应用于免疫调节、抑制炎症、血管化和组织缺损修复及再生等多个领域，使其成为在再生医学和组织工程中应用最多的种子细胞。针对现有问题并结合相关文献，对hPSCs-MSCs的分化、鉴定标准、纯化方法和细胞性能等进行综述，为hPSCs-MSCs在再生医学与组织工程领域中的应用研究提供理论依据。

关键词: 人多能干细胞, 间充质样细胞, 诱导分化, 组织工程, 细胞分化

中图分类号:

Q254

王成刚,李生振,史嘉敏,周平. 体外人多能干细胞向间充质样细胞分化、鉴定和纯化方法的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(6): 1655-1661.

参考文献 51

1	商庆新，曹谊林，张涤生. 生物工程领域的崭新前沿-组织工程［J］. 现代康复， 2001， 5（12）： 7-9， 15.
2	KUMAR D， ANAND T， KUES W A. Clinical potential of human-induced pluripotent stem cells： perspectives of induced pluripotent stem cells［J］. Cell Biol Toxicol， 2017， 33（2）： 99-112.
3	GALDERISI U， GIORDANO A. The gap between the physiological and therapeutic roles of mesenchymal stem cells［J］. Med Res Rev， 2014， 34（5）： 1100-1126.
4	DING D C， CHANG Y H， SHYU W C， et al. Human umbilical cord mesenchymal stem cells： a new era for stem cell therapy［J］. Cell Transplant， 2015， 24（3）： 339-347.
5	LEE D K， SONG S U. Immunomodulatory mechanisms of mesenchymal stem cells and their therapeutic applications［J］. Cell Immunol， 2018， 326： 68-76.
6	FURUTA T， MIYAKI S， ISHITOBI H， et al. Mesenchymal stem cell-derived exosomes promote fracture healing in a mouse model［J］. Stem Cells Transl Med， 2016， 5（12）： 1620-1630.
7	RUIZ M， COSENZA S， MAUMUS M， et al. Therapeutic application of mesenchymal stem cells in osteoarthritis［J］. Expert Opin Biol Ther， 2016， 16（1）： 33-42.
8	ARJMAND B， ABEDI M， ARABI M， et al. Regenerative medicine for the treatment of ischemic heart disease； status and future perspectives［J］. Front Cell Dev Biol， 2021， 9： 704903.
9	GADKARI R， ZHAO L M， TEKLEMARIAM T，et al. Human embryonic stem cell derived-mesenchymal stem cells： an alternative mesenchymal stem cell source for regenerative medicine therapy［J］. Regen Med， 2014， 9（4）： 453-465.
10	DAMDIMOPOULOU P， RODIN S， STENFELT S， et al. Human embryonic stem cells［J］. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol， 2016， 31： 2-12.
11	ZHANG L F， WANG Y B， ZHANG Y， et al. Intermediate standstill clones trapped in the reprogramming of human fibroblasts to induced pluripotent stem cells［J］. Cell Reprogram，2020，22（2）： 99-105.
12	JIANG B， YAN L， WANG X Y， et al. Concise review： mesenchymal stem cells derived from human pluripotent cells， an unlimited and quality-controllable source for therapeutic applications［J］. Stem Cells， 2019， 37（5）： 572-581.
13	BARBERI T， WILLIS L M， SOCCI N D， et al. Derivation of multipotent mesenchymal precursors from human embryonic stem cells［J］. PLoS Med， 2005， 2（6）： e161.
14	冯年花. 人胚胎干细胞源性间充质干细胞的研究进展［J］. 中国细胞生物学学报， 2015， 37（3）： 409-415.
15	XU C H， JIANG J J， SOTTILE V， et al. Immortalized fibroblast-like cells derived from human embryonic stem cells support undifferentiated cell growth［J］. Stem Cells， 2004， 22（6）： 972-980.
16	SHEYN D， BEN-DAVID S， SHAPIRO G， et al. Human induced pluripotent stem cells differentiate into functional mesenchymal stem cells and repair bone defects［J］. Stem Cells Transl Med， 2016， 5（11）： 1447-1460.
17	OLIVIER E N， RYBICKI A C， BOUHASSIRA E E. Differentiation of human embryonic stem cells into bipotent mesenchymal stem cells［J］. Stem Cells， 2006， 24（8）： 1914-1922.
18	GRUENLOH W， KAMBAL A， SONDERGAARD C， et al. Characterization and in vivo testing of mesenchymal stem cells derived from human embryonic stem cells［J］. Tissue Eng Part A， 2011， 17（11/12）： 1517-1525.
19	KARLSSON C， EMANUELSSON K， WESSBERG F，et al. Human embryonic stem cell-derived mesenchymal progenitors： potential in regenerative medicine［J］. Stem Cell Res， 2009， 3（1）： 39-50.
20	LIAN Q Z， LYE E， SUAN YEO K， et al. Derivation of clinically compliant MSCs from CD105+， CD24- differentiated human ESCs［J］.Stem Cells，2007，25（2）： 425-436.
21	LIAN Q Z， ZHANG Y L， ZHANG J Q， et al. Functional mesenchymal stem cells derived from human induced pluripotent stem cells attenuate limb ischemia in mice［J］. Circulation， 2010， 121（9）： 1113-1123.
22	YAN L， JIANG B， LI E Q， et al. Scalable generation of mesenchymal stem cells from human embryonic stem cells in 3D［J］. Int J Biol Sci， 2018， 14（10）： 1196-1210.
23	CARTER K， LEE H J， NA K S， et al. Characterizing the impact of 2D and 3D culture conditions on the therapeutic effects of human mesenchymal stem cell secretome on corneal wound healing in vitro and ex vivo ［J］. Acta Biomater， 2019， 99： 247-257.
24	BETTIOL E， SARTIANI L， CHICHA L， et al. Fetal bovine serum enables cardiac differentiation of human embryonic stem cells［J］. Differentiation， 2007， 75（8）： 669-681.
25	LIN Y S， CHEN G K. Embryoid body formation from human pluripotent stem cells in chemically defined E8 media［J］. StemBook， 2014： StemBook， HarvardStemCellInstitute， 1June2014.
26	LI F， NIYIBIZI C. Cells derived from murine induced pluripotent stem cells （iPSC） by treatment with members of TGF-beta family give rise to osteoblasts differentiation and form bone in vivo ［J］. BMC Cell Biol， 2012， 13： 35.
27	BRUSCHI M， SAHU N， SINGLA M， et al. A quick and efficient method for the generation of immunomodulatory mesenchymal stromal cell from human induced pluripotent stem cell［J］. Tissue Eng Part A， 2022， 28（9/10）： 433-446.
28	ZHANG L S， WEI Y M， CHI Y， et al. Two-step generation of mesenchymal stem/stromal cells from human pluripotent stem cells with reinforced efficacy upon osteoarthritis rabbits by HA hydrogel［J］. Cell Biosci， 2021， 11（1）： 6.
29	CHEN Y S， PELEKANOS R A， ELLIS R L， et al. Small molecule mesengenic induction of human induced pluripotent stem cells to generate mesenchymal stem/stromal cells［J］. Stem Cells Transl Med， 2012， 1（2）： 83-95.
30	LIU Y X， GOLDBERG A J， DENNIS J E， et al. One-step derivation of mesenchymal stem cell （MSC）-like cells from human pluripotent stem cells on a fibrillar collagen coating［J］. PLoS One， 2012， 7（3）： e33225.
31	LIU T M， YILDIRIM E D， LI P， et al. Ascorbate and iron are required for the specification and long-term self-renewal of human skeletal mesenchymal stromal cells［J］. Stem Cell Reports， 2020， 14（2）： 210-225.
32	ARPORNMAEKLONG P， BROWN S E， WANG Z， et al. Phenotypic characterization， osteoblastic differentiation， and bone regeneration capacity of human embryonic stem cell-derived mesenchymal stem cells［J］. Stem Cells Dev， 2009， 18（7）： 955-968.
33	WAGNER W， WEIN F， SECKINGER A， et al. Comparative characteristics of mesenchymal stem cells from human bone marrow， adipose tissue， and umbilical cord blood［J］. Exp Hematol， 2005， 33（11）：1402-1416.
34	石伦刚，唐郑雅，陆峻泓，等. 人胚胎干细胞向类间充质干细胞的诱导分化及鉴定［J］. 上海交通大学学报（医学版）， 2009， 29（3）： 307-311.
35	MOORE J P， SAKKAL S， BULLEN M L， et al. A flow cytometric method for the analysis of macrophages in the vascular wall［J］. J Immunol Methods， 2013， 396（1/2）： 33-43.
36	NASU A， IKEYA M， YAMAMOTO T， et al. Genetically matched human iPS cells reveal that propensity for cartilage and bone differentiation differs with clones， not cell type of origin［J］. PLoS One， 2013， 8（1）： e53771.
37	DOMINICI M， LE BLANC K， MUELLER I， et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement［J］.Cytotherapy，2006，8（4）： 315-317.
38	CHOUDHERY M S， MAHMOOD R， HARRIS D T， et al. Minimum criteria for defining induced mesenchymal stem cells［J］. Cell Biol Int， 2022， 46（6）： 986-989.
39	CHENG P P， LIU X C， MA P F， et al. iPSC-MSCs combined with low-dose rapamycin induced islet allograft tolerance through suppressing Th1 and enhancing regulatory T-cell differentiation［J］. Stem Cells Dev， 2015， 24（15）： 1793-1804.
40	YU Y， WANG D P， LI H， et al. Mesenchymal stem cells derived from induced pluripotent stem cells play a key role in immunomodulation during cardiopulmonary resuscitation［J］. Brain Res， 2019， 1720： 146293.
41	DAVID S， KRONER A. Repertoire of microglial and macrophage responses after spinal cord injury［J］. Nat Rev Neurosci， 2011， 12（7）： 388-399.
42	CHUNG M J， PARK S， SON J Y， et al. Differentiation of equine induced pluripotent stem cells into mesenchymal lineage for therapeutic use［J］. Cell Cycle， 2019， 18（21）： 2954-2971.
43	QIN Y， CHAN A M， CHANG Y L， et al. Human embryonic stem cell-derived mesenchymal stromal cells decrease the development of severe experimental autoimmune uveitis in B10.RⅢ mice［J］. Ocul Immunol Inflamm， 2018， 26（8）： 1228-1236.
44	YANG H S， FENG R， FU Q L， et al. Human induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells promote healing via TNF-α-stimulated gene-6 in inflammatory bowel disease models［J］. Cell Death Dis， 2019， 10（10）： 718.
45	TANG M H， CHEN W C， LIU J， et al. Human induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cell seeding on calcium phosphate scaffold for bone regeneration［J］. Tissue Eng Part A， 2014， 20（7/8）： 1295-1305.
46	LIU J， CHEN W C， ZHAO Z H， et al. Reprogramming of mesenchymal stem cells derived from iPSCs seeded on biofunctionalized calcium phosphate scaffold for bone engineering［J］. Biomaterials， 2013， 34（32）： 7862-7872.
47	TAKEBE T， ZHANG R R， KOIKE H， et al. Generation of a vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant［J］. Nat Protoc， 2014， 9（2）： 396-409.
48	QI X， NG K T， LIAN Q Z， et al. Glutathione peroxidase 3 delivered by hiPSC-MSCs ameliorated hepatic IR injury via inhibition of hepatic senescence［J］. Theranostics， 2018， 8（1）： 212-222.
49	JIANG D， XIONG G Y， FENG H， et al. Donation of mitochondria by iPSC-derived mesenchymal stem cells protects retinal ganglion cells against mitochondrial complex Ⅰ defect-induced degeneration［J］. Theranostics， 2019， 9（8）： 2395-2410.
50	GUO S Y， ZHANG Y S， ZHANG Y M， et al. Multiple intravenous injections of valproic acid-induced mesenchymal stem cell from human-induced pluripotent stem cells improved cardiac function in an acute myocardial infarction rat model［J］. Biomed Res Int， 2020， 2020： 2863501.
51	YOON S Y， YOON J A， PARK M， et al. Recovery of ovarian function by human embryonic stem cell-derived mesenchymal stem cells in cisplatin-induced premature ovarian failure in mice［J］. Stem Cell Res Ther， 2020， 11（1）： 255.

[1]	王博,林喆. 鹿茸多肽对C2C12成肌细胞分化的调控作用及机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(3): 632-641.
[2]	杨英,赵亮,由涌,许倩,杨振军. 17β-雌二醇对海马神经干细胞增殖和分化的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(2): 317-324.
[3]	刘恒宇,阮耀宽,姜振德,张汉阳,牛宇璇,李璞,梅南,常非. 中晚期踝关节炎治疗方案选择原则及治疗方法的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2025, 51(1): 266-274.
[4]	石雅茹,杨庆祎,徐晓薇. 角化龈形成机制及增量移植材料的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(2): 556-563.
[5]	李国鑫,赵小琳,李晨曦,刘影驰,朱芷墨,袁瑶,安政雯. DMSCs三维培养方法及其在组织再生和疾病治疗中应用的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(2): 564-571.
[6]	张好,王翠竹,皇甫慧敏,张新威,张一迪,周延民. 20（S）-原人参二醇对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(4): 867-874.
[7]	夏德庚,张庆宇,矫君君,徐庭瑞,张天翼,仲杨,赵竹兰,马宁,张莉. 熔融沉积制造技术在口腔医学领域中应用的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(2): 542-548.
[8]	潘洁, 汪德州, 宋文植. 新型nHA/PLGA纳米复合微球对大鼠颅骨缺损的修复作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 615-621.
[9]	颜培玉,张爱臣,章宏,李杨,张萌萌,洛梦泽,潘颖. 脂肪间充质干细胞对卵巢早衰模型大鼠的治疗作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 648-656.
[10]	张诗晨,金丽鸥,李跃,郑晓雪,王婧,魏欣,王众泽,韩冰. kartogenin对骨关节炎的治疗作用机制及其在软骨组织工程学中应用的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(2): 519-527.
[11]	孔宁, 周余来, 张璐, 石毅, 石艳, 孙忠平, 邹颖刚. 抑瘤素M对人脐带间充质干细胞增殖和成骨分化的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 699-706.
[12]	高海云, 徐闯, 崔一喆, 王秋菊. 中药调控3T3-L1脂肪细胞增殖、分化和糖脂代谢的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 881-887.
[13]	闫广兴, 叶佳朋, 王爽爽, 刘苍维, 周怡君, 胡月, 郝新青, 杜奥博, 史册, 孙宏晨. 活化素Ⅰ型受体对小鼠下颌骨髁突软骨生长发育的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(03): 492-497.
[14]	周岩, 金莲花, 卢娜, 韩立志. 3种体外培养方法诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化效果比较[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(01): 66-72.
[15]	李梦红, 姜欢, 王六一, 冯旭, 刘楠, 胡敏. 熊果酸对小鼠成牙骨质细胞系OCCM-30细胞分化的促进作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(05): 986-991.

体外人多能干细胞向间充质样细胞分化、鉴定和纯化方法的研究进展

Research progress in differentiation, identification， and purification methods of human pluripotent stem cells to mesenchymal-like cells in vitro

RichHTML

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 51

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 10