防止胚胎干细胞分化（胚胎干细胞用什么培养可以保持不分化状态）
- 作者: 郭北棠
- 来源: 投稿
- 2025-01-20
1、防止胚胎干细胞分化
胚胎干细胞分化的抑制机制
胚胎干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的独特能力。为了维持未分化状态，必须抑制其分化。以下是一些抑制胚胎干细胞分化机制的关键因素：
转录因子：
奥克特4（OCT4）
南由（NANOG）
索克斯2（SOX2）
这些转录因子通过调节靶基因的表达，促进自我更新和抑制分化。
表观遗传修饰：
组蛋白修饰，如H3K4me3和H3K27me3
DNA甲基化
这些表观遗传修饰影响基因表达，从而维持胚胎干细胞的未分化状态。
信号通路：
抑制分化通路，如Wnt、TGFβ和FGF
这些通路通过抑制分化相关基因的表达，阻止胚胎干细胞分化。
小分子：2巯基乙醇：通过抑制氧化应激，维持胚胎干细胞的自我更新。
CHIR99021：抑制GSK3β，激活Wnt通路，促进胚胎干细胞的自我更新。
PD：抑制MEK，激活FGF通路，维持胚胎干细胞的自我更新。
培养条件：
培养基组成和生长因子浓度：特定的培养基和生长因子组合可以促进胚胎干细胞的自我更新和抑制分化。
基质：基质类型（如Matrigel）可以模拟胚胎中的微环境，促进胚胎干细胞的自我更新。
其他因素：
细胞间相互作用：胚胎干细胞与其他细胞类型的相互作用可以通过旁分泌信号调节分化。
miRNA：miRNA通过抑制靶基因的翻译，调节胚胎干细胞的自我更新和分化。
应用：抑制胚胎干细胞分化的技术在研究干细胞生物学和再生医学中至关重要。它允许研究人员保持胚胎干细胞未分化状态，从而揭示干细胞自我更新和分化的机制。它还有助于开发基于胚胎干细胞的细胞疗法，用于治疗各种疾病。
注意：重要的是要注意，长期抑制胚胎干细胞的分化可能会导致形成畸胎瘤，这是包含多种组织类型的肿瘤。因此，在应用中必须仔细控制抑制分化的程度。
2、胚胎干细胞用什么培养可以保持不分化状态
保持胚胎干细胞不分化状态的培养基成分：
基础培养基：
无血清DMEM 或 RPMI 1640 培养基
补充 2巯基乙醇 (BME) 或 2巯基乙醇酸 (2ME) 作为抗氧化剂
生长因子：
bFGF (基本成纤维细胞生长因子)
LIF (白血病抑制因子)
TGFβ (转化生长因子β)
抑制剂：
MEK 抑制剂（如 PD）：抑制细胞外调节激酶 (MEK)/ERK 信号通路，防止分化
GSK3 抑制剂（如 CHIR99021）：抑制糖原合成酶激酶 3 (GSK3) 信号通路，维持干性状态
丝裂素 (Mitomycin C)：抑制原代小鼠胚胎成纤维细胞 (MEF) 的增殖，为胚胎干细胞提供细胞支持而不致使分化
其他成分：
牛血清白蛋白 (BSA)：作为蛋白质补充剂
L谷氨酰胺：作为氨基酸来源
非必需氨基酸：提供额外营养
抗生素和抗真菌剂：防止细菌和真菌污染
培养条件：
培养在 37°C、5% CO2 孵箱中
每23天换液一次
在经过丝裂素处理的原代 MEF 上培养，或使用无 MEF 的培养系统，如 feederfree 培养基或基底膜培养基
3、胚胎干细胞怎么保持不分化状态
保持胚胎干细胞不分化状态的方法：
1. 特殊培养基：
含白细胞介素6 (LIF) 或谷氨酰胺的培养基，可用作无血清培养基，促进胚胎干细胞自我更新。
2. 抑制剂：
GSK3 抑制剂 (CHIR99021) 和组蛋白去乙酰化酶 (HDAC) 抑制剂 (valproic acid) 抑制分化信号，维持胚胎干细胞的多能性。
3. 缺氧培养：
胚胎干细胞在缺氧条件下（25% O2）培养，可以维持其未分化状态。
4. 共培养：
胚胎干细胞与胚胎成纤维细胞或基质胶共培养，可以提供必要的信号和支持因子。
5. 遗传修饰：
通过转导 Oct4、Sox2 和 Klf4 等多能性维持因子基因，可以增强胚胎干细胞的自我更新能力。
6. 分选：
通过标记和分选表面特异性抗原，可以纯化未分化的胚胎干细胞，同时去除分化的细胞。
7. 低温保存：
胚胎干细胞在液氮中冷冻保存可以长期维持其未分化状态。
8. 三维培养：
在三维培养系统中，胚胎干细胞形成类器官，可以模拟其在体内环境中的微环境，有利于维持其多能性。
注意：保持胚胎干细胞不分化状态需要优化培养条件和仔细监控。
不同胚胎干细胞系可能需要不同的维持策略。
