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干细胞的命运不仅受到细胞内部基因网络的调控,细胞外部信号的调节作用也是极为重要的,细胞微环境近来逐渐受到科学研究的广泛关注。与传统的二维平皿细胞培养相比,三维培养的细胞在分化状态,细胞极性,细胞-细胞和细胞-细胞外基质之间的相互作用等方面都表现出不同的特性,并被认为可以更好地模拟体内生理状况,因此为细胞微环境的研究提供了更加合适的平台。三维成球培养是一种典型的三维细胞培养方法,在特定的条件下细胞自发聚集形成三维球状。三维球状形态(或者克隆形态)与干细胞特性是密切相关的,如胚胎干细胞在滋养层上以克隆形态生长,神经干细胞以神经球的形态生长;克隆或者成球实验是鉴定和纯化干细胞的重要手段;多项研究也表明三维成球培养可以更好地维持干细胞的自我更新和多向分化特性。但是,三维成球培养对于非干细胞种类的细胞有没有作用呢?三维成球培养对细胞重编程是否有影响呢? 在本研究中,我们利用低贴附培养皿对细胞进行了三维成球培养,并系统研究了三维成球培养对人膀胱癌上皮细胞系RT4,人胚胎肾上皮细胞系HEK293和原代分离的小鼠成纤维细胞包括胚胎成纤维细胞(mouseembryonicfibroblast,MEF)和尾尖成纤维细胞(tailtipfibroblast,TTF)这三类细胞的作用。实验结果表明,三维成球培养的RT4细胞上调了肿瘤干细胞的特性,包括更高的侧群细胞含量,更强的迁移能力和致瘤能力。三维成球培养的HEK293细胞上调了肾脏组织特异的前体细胞标志物的表达,并且部分获得了胚胎干细胞的特性,包括胚胎干细胞标志物的上调,发育过程中三胚层标志物的上调和裸鼠成瘤能力的增强。三维成球培养的小鼠成纤维细胞显著上调了Sox2基因的表达,并且获得了类似于神经前体细胞(neuralprogenitorcell,NPC)的特性,包括形态的相似,NPC标志物的上调,具有分化为神经元,星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力,当注射到大鼠大脑海马部位以后,可以很好的存活并在体内分化为神经元,星形胶质细胞和少突胶质细胞。我们的研究表明三维成球培养可以诱导非干细胞种类的细胞发生去分化,获得干细胞特性甚至发生转分化,为寻找更安全的重编程方法提供了新的思路。