选购指南 I 成体干细胞(NSC/MSC/HSC)定向分化用细胞因子

成体干细胞(如神经干细胞、间充质干细胞、造血干细胞)的定向分化,为再生医学、疾病建模和药物筛选带来了无限可能。然而,您在实验过程中是否遇到过以下困扰:

  • 神经干细胞扩增几代后分化效率骤降,神经元成熟度不足?
  • 间充质干细胞成骨、成脂、成软骨分化比例不稳定,批间差异大?
  • 造血干细胞自我更新难以维持,定向分化为特定血细胞谱系得率低?

小美今天继续为大家带来美仑生物MGC™系列高活性细胞因子,专为神经干细胞(NSC)、间充质干细胞(MSC)和造血干细胞(HSC)的维持扩增及定向分化而优化,帮助您精准驾驭干细胞的命运,让每一批分化实验都稳健可靠。

一、为什么干细胞定向分化离不开优质细胞因子?

干细胞的自我更新与多谱系分化受到微环境中多种信号通路的精密调控。无论是维持NSC的神经球形态,还是引导MSC向骨、软骨、脂肪分化,抑或是驱动HSC向特定血细胞谱系特化,都离不开高纯度、高活性的细胞因子。

使用低内毒素、无载体蛋白、批间一致性高的细胞因子,能显著降低实验背景干扰,提高分化方案的重复性和成功率。美仑MGC™系列细胞因子专为干细胞定向分化场景设计,助您从源头把控细胞命运。

图1. 干细胞分化图谱

二、干细胞定向分化培养方案推荐

以下分别介绍神经干细胞(NSC)、间充质干细胞(MSC)和造血干细胞(HSC)的维持、扩增及定向分化常用细胞因子组合,供参考。

  1. 神经干细胞(NSC)分化方案
分化类型细胞因子其他分子
NSC维持/扩增EGF、FGF-2、PDGF-BB、VEGF、β-NGFHeparin、B-27
神经元祖细胞EGF、FGF-2、FGF-10、SHH——
神经元(泛神经元)FGF-2、PDGF-BBForskolin、DAPT
脊髓运动神经元BDNF、CNTF、GDNF、IGF-1Retinoic acid、Purmorphamine
多巴胺能神经元BDNF、FGF-4、FGF-8、SHHCHIR99021、Purmorphamine
谷氨酸能神经元BMP-2、BMP-4、FGF-8——
GABA能神经元BDNF、GDNF、IGF-1、NT-4、SHHDAPT
海马神经元BDNF、IGF-1——
神经胶质祖细胞CNTF、FGF-2、PDGF-BB——
星形胶质细胞CNTF、EGF, LIF——
少突胶质细胞EGF、FGF-2、CNTF、IGF-1、PDGF-BBT3、T4
胆碱能神经元NGF、LIF、CNTF——
血清素能神经元FGF-4、SHH、FGF-8CHIR99021
视网膜神经元FGF-2、IGF-1、SHHRA、DAPT

图2. 参与神经干细胞分化的细胞因子示意图

  • 间充质干细胞(MSC)分化方案
分化类型细胞因子其他分子
MSC维持/扩增FGF-2、EGF、PDGF-BB、TGF-β——
血管生成(内皮细胞)VEGFY-27632(可选,促存活)
骨生成(成骨细胞)BMP-2、BMP-4、FGF-2、IGF-1、TGF-βDexamethasone、β-甘油磷酸钠、维生素C
软骨生成(软骨细胞)BMP-2、BMP-4、BMP-5、FGF-2、IGF-1、TGF-β1、TGF-β3、WntsDexamethasone、维生素C、ITS(胰岛素-转铁蛋白-硒)
脂肪生成(脂肪细胞)BMP-2、BMP-4Insulin、IBMX、Dexamethasone、Rosiglitazone(或Indomethacin)
肌肉生成(肌细胞)BMP-4、FGF-2、PDGF-BB5-Azacytidine(Day 0~1, 仅24h)、Dexamethasone

图3. 参与间充质干细胞分化的细胞因子示意图

3. 造血干细胞(HSC)分化方案

分化类型细胞因子其他分子
HSC自我更新/维持Flt3L、SCF、TPO、CXCL12UM171、StemRegenin1
B细胞ICAM-1、VCAM-1、Flt3L、SCF、IL-7——
巨核细胞TPO、IL-3——
红细胞生成SCF、EPO、IL-3Dexamethasone
T细胞IL-7、SCF、VCAM-1——
单核细胞IL-6、M-CSF、GM-CSF——
嗜中性粒细胞GM-CSF、G-CSF——

图4. 参与造血干细胞分化的细胞因子示意图

  • MSC扩增与软骨分化的应用详解(文献PMID: 25754206)

软骨损伤修复是再生医学的难点。MSC虽具有软骨分化潜能,但体外扩增易导致软骨潜能丧失,且分化后易发生肥大成熟(软骨内骨化),严重阻碍临床转化。Narcisi et al. (2015) 在 Stem Cell Reports 上发表的研究,从胚胎肢体发育中汲取灵感,发现Wnt3a与FGF-2协同作用可支持人骨髓MSC长期扩增并维持强大的软骨潜能;同时,在分化阶段抑制内源性WNT信号可有效阻止肥大成熟,形成稳定的软骨组织。

  1. 分化流程概述

该研究采用两阶段策略:扩增阶段使用Wnt3a+FGF-2处理人骨髓MSC(连续传代4次以上);软骨分化阶段在微球培养体系中加入TGF-β1诱导软骨形成,并选择性添加WNT抑制剂IWP-2以抑制肥大成熟。全程时长约5~9周。

图5. Wnt3a+FGF-2扩增及软骨分化流程图

  • 各阶段培养基与细胞因子/小分子组合
阶段持续时间培养基基础核心细胞因子/小分子
扩增阶段(维持干性与软骨潜能)连续传代,每5天传代1次,共4代α-MEM + 10% FBSWnt3a(250ng/mL) + FGF-2(1ng/mL) + 25μg/mL 维生素C
软骨分化诱导5周DMEM高糖 + ITSTGF-β1(10ng/mL)+ 40μg/mL脯氨酸 + 100nM地塞米松
抑制肥大成熟(可选)分化后2~5周(最后3周添加)DMEM高糖 + ITS TGF-β1(10ng/mL)+ IWP-2(2μM)+40μg/mL脯氨酸 + 100nM地塞米松

【注】

·扩增阶段Wnt3a+FGF-2联合处理可使细胞扩增109倍(6代),而单独FGF-2处理在30天后增殖停滞。

·分化评价:Thionine染色(GAG)、胶原II免疫组化(软骨基质);胶原X、ALP、MMP13(肥大标志)。

四、MGC™细胞因子验证数据(部分举例)

  1. 高生物活性ED50 

Recombinant Human SCF (Cat. No. MGC080) stimulates proliferation of TF-1 cells. The ED50 for this effect is 5-8ng/mL. The activity of MGC080 was higher than other competing products.

  • 生物活性—MSC高分化潜能

图7. 人间充质干细胞分别诱导成骨/成脂/成软骨后的染色效果

所用到的细胞因子:bFGF(MGC003)、EGF(MGC015)、PDGF-BB(MGC075)、TGF-β1(MGC081)、TGF-β3(MGC083)。

相关产品信息

  • 细胞因子和重组蛋白
产品编码产品名称表达系统种属内毒素包装规格
及标签(EU/μg)
MGC003Recombinant Human Heat Stable bFGFE.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC004Recombinant Human BDNFCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC005Recombinant Human BMP-2E.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC006Recombinant Human BMP-4E.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC009Recombinant Human CNTFE.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC015Recombinant Human EGFCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC016Recombinant Human EPOCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC017Recombinant Human FGF-4E.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC019Recombinant Human FGF-8bE.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC024Recombinant Human FLT-3LCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC025Recombinant Human GM-CSFCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC026Recombinant Mouse GM-CSFCHOMouse≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC028Recombinant Human G-CSFHEK293Human≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC029Recombinant Mouse G-CSFCHOMouse≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC031Recombinant Human GDNFE.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC032Recombinant Human β-NGFHEK293Human≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC034Recombinant Human IFNγCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC038Recombinant Human IL-2CHOHuman≤0.00110μg/50μg/1mg
MGC039Recombinant Human IL-3E.coliHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC040Recombinant Human IL-4CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC042Recombinant Human IL-6CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC043Recombinant Bovine IL-6E.coliBovine≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC044Recombinant Human IL-7CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC045Recombinant Human IL-10CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC046Recombinant Human IL-11CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC047Recombinant Human IL-12CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC049Recombinant Human IL-15CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC052Recombinant Human IL-21CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC058Recombinant Human IGF-1HEK293Human≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC061Recombinant Human LIFCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC062Recombinant Mouse LIFCHOMouse≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC065Recombinant Human M-CSFE.coliHuman≤0.110μg/50μg/1mg
MGC066Recombinant Mouse M-CSFCHOMouse≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC067Recombinant Human NogginCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC068Recombinant Mouse NogginCHOMouse≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC071Recombinant Human OSMCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC075Recombinant Human PDGF-BBCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC080Recombinant Human SCFCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC081Recombinant Human TGF-β1CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC082Recombinant Human TGF-β2CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC083Recombinant Human TGF-β3CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC086Recombinant Human TPOCHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC087Recombinant Human VEGF121CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC088Recombinant Human VEGF165CHOHuman≤0.0110μg/50μg/1mg
MGC090Recombinant Human Wnt-3a (hFc Tag)CHO,C-FcHuman≤0.110μg/50μg/1mg
  • 小分子
产品编码产品名称CAS包装规格
MB4054IWP-2686770-61-610mg/50mg
MC9833Y-27632146986-50-71mg/5mg/10mg/50mg/100mg
MC9828SB-431542301836-41-95mg/10mg/50mg
MB5682CHIR-99021252917-06-95mg
MB1302维A酸(全反式)302-79-41g/5g
MB5152DAPT (GSI-IX)208255-80-510mg
MC9830A 83-01909910-43-61mg/5mg/10mg/50mg/100mg
MB1661烟酰胺/尼克酰胺/维生素B398-92-025g/100g
MB1735N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)616-91-125g/100g
  • 其他
产品编码产品名称包装规格
PWL002特级胎牛血清(原代细胞干细胞专用)25mL/100mL/500mL
PWL038Advanced DMEM/F-12500mL
PWL043Neural-27添加剂 (50X) 去除维生素A10mL/100mL
PWL079N-2添加剂 (100X)5mL/50mL
PWL083ITS液体培养基补充剂(100×)10mL
PWL088Non-essential Amino Acid (NEAA, 100×)100mL
PWL031L-丙氨酰-L-谷氨酰胺溶液(200mM)100mL
PWL048Meiluncell®高回收率干细胞专用清洗液200mL
PWL085重组胰蛋白酶消化液(含EDTA,不含酚红),干细胞专用100mL
PWL234无蛋白非程序细胞冻存液(干细胞专用)20mL/100mL
MB3848Insulin(human)100mg
MB3235人转铁蛋白10mg/100mg
MB4168抗坏血酸;维生素C25g/100g
MA0659Versene溶液100mL
PWL062双抗灭菌液,青霉素/链霉素溶液,灭菌100mL
MA0345抗生素-抗真菌(100×);三抗100mL
MB2711胶原酶IV型100mg/1g
PWL207CellTiter-Meiluncell 3D发光法细胞活力检测试剂盒10mL(>100T)/100mL(>1000T)/500mL(>5000T)
MA0440增强型ATP检测试剂盒200T
MA0220AnnexinV-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒10T/50T/100T/50T×5/100T×5
MA0223一步法TUNEL细胞凋亡检测试剂盒(绿色荧光)20T/50T
MA0343细胞培养污染检测试剂盒20T
MA0329Caspase3/7活性检测试剂盒20T/100T
MA0219活性氧检测试剂盒(ROS)100T/1000T
MA0739人胰岛素酶联免疫吸附测定试剂盒96次/盒
MA0900人甲胎蛋白酶联免疫吸附测定试剂盒96次/盒
MA1084人血清白蛋白酶联免疫吸附测定试剂盒96次/盒
MA0894人脂联素酶联免疫吸附测定试剂盒96次/盒
PWL080人间充质干细胞成骨诱导分化与染色试剂盒200mL/KIT
PWL081人间充质干细胞成脂诱导分化与染色试剂盒200mL/KIT
PWL082人间充质干细胞成软骨诱导分化与染色试剂盒200mL/KIT

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