干细胞诱导分化的方法及各类诱导试剂的配置
YAO Xiang
由于易分离获得、免疫原性低且具有多向诱导分化潜能，骨髓基质干细胞（Bone
marrow stroma stem cells，MSCs）成为了组织工程与再生医学中理想的种子细胞。
正是由于上述原因，骨髓基质干细胞成为了很多研究者关注并使用的模型细胞。
本文将着重于骨髓基质干细胞的成骨诱导分化、成软骨诱导分化和成脂诱导分
化三个方向加以介绍，相关内容有利于实验研究者快速而有效地配制上述各类诱
导分化试剂，进而极大缩短前期探索实验和文献搜索整合所耗费的大量时间。本
文主要内容涵盖：
1. 成骨诱导分化中诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓度）
2. 成骨诱导分化中各类诱导试剂的产品信息及母液配置方案
3. 成脂诱导分化中诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓度）
4. 成脂诱导分化中各类诱导试剂的产品信息及母液配置方案
5. 成骨与成脂共诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓度）
6. 成骨与成脂共诱导试剂的产品信息及母液配置方案
7. 成软骨诱导分化中诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓
度）
8. 成软骨诱导分化中各类诱导试剂的产品信息及母液配置方案
注：下述诱导方案经多次实验验证是行之有效的，笔者利用相关方案参与发表的部分参考文献如下： 1. Yao X, Peng R, Ding JD*. Cell-material interactions revealed via material techniques of surface patterning.
Advanced Materials, 2013;25:5257-86. (材料领域TOP期刊)
2. Yao X, Hu YW, Cao B, Peng R, Ding JD*. Effects of surface molecular chirality on adhesion and differentiation
of stem cells. Biomaterials, 2013;34:9001-9. (生物材料领域TOP期刊)
3. Yao X, Peng R, Ding JD*. Effects of aspect ratios of stem cells on lineage commitments with and without induction
media. Biomaterials, 2013;34:930-9.
4. Peng R, Yao X, Cao B, Tang J, Ding JD*. The effect of culture conditions on the adipogenic and osteogenic
inductions of mesenchymal stem cells on micropatterned surfaces. Biomaterials, 2012;33:6008-19. (IF:8.39) 5. Peng R, Yao X, Ding JD*. Effect of cell anisotropy on differentiation of stem cells on micropatterned surfaces
through the controlled single cell adhesion. Biomaterials, 2011;32:8048-57.
首先需要说明的是骨髓基质干细胞正常传代培养所需的培养基为“基础培养
液”，一般2-3天更换一次新的培养液。基础培养液是基于低糖的DMEM
（Dulbecco's modified Eagle medium，后文均以简写的DMEM替代）所配置，其
中含有100 U/ml的青霉素，100 μg/ml的链霉素，2mM的L-谷氨酰胺和10%的
胎牛血清（Bovine serum albumin， FBS）。上述试剂全为Gibco品牌（下述诱导
液中也需用到这些试剂，直接购买使用即可）。
一．成骨诱导分化中诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓度）
对于单独的成骨诱导，干细胞需在“成骨诱导液中”中连续培养，采用每3
天更换一次新诱导液的方案进行。就总的时间跨度来说，一般短的1周，长的3-
4周都有，具体时间跨度需要依据你的实验目的而定。
成骨诱导液是基于高糖的DMEM（含100 U/ml的青霉素，100 μg/ml的链霉
素，2 mM的L-谷氨酰胺）所配置，其中含有10%的FBS（胎牛血清）、50 μM的
抗坏血酸、10 mM的β-甘油磷酸钠和100 nM的地塞米松。具体母液配置方案及
试剂信息详见下部分内容。其中单位μM表示的是μmol/L（下同）。
二．成骨诱导分化中各类诱导试剂的产品信息及母液配置方案 试剂名称 试剂信息 母液配置方案 母液最终加
入比例（母
液：培养液）
地塞米松 dexamethasone 产品编号 D4902
CAS号50-02-2
品牌SIGMA 母液浓度100μM；
约0.19235毫克加入到
20微升乙醇中溶解，再
用PBS稀释到50毫
升；
过滤除菌后用小管封1：1000 装并冷冻保存；
β-甘油磷酸钠
β-Glycerophosphate
disodium salt hydrate 产品编号 G9422
CAS号154804-51-0
SIGMA 母液浓度1M；
约4.3208克加入到20
毫升的PBS中溶解；
过滤除菌后用小管封
装并冷冻保存； 1：100
抗坏血酸 2-Phospho-L-ascorbic
acid trisodium salt 产品编号 49752
CAS号66170-10-3
SIGMA 母液浓度5mM；
约64.41毫克加入到40
毫升的PBS中溶解；
过滤除菌后用小管封
装并冷冻保存； 1：100
三．成脂诱导分化中诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓度）
对于单独的成脂诱导，干细胞需首先在“成脂诱导液”中培养2天，随后在
“成脂孵育液”中培养1天，之后再依次进行上述循环。就总的时间跨度来说，
一般短的1周，长的3-4周都有，具体时间跨度需要依据你的实验目的而定。
成脂诱导液和孵育液均是基于高糖的DMEM（含100 U/ml的青霉素，100
μg/ml的链霉素，2 mM的L-谷氨酰胺）所配置，其中成脂诱导液中含有10%的
FBS、1 μM的地塞米松、200 μM的吲哚美辛、10 μg/ml的胰岛素和0.5 mM的
3-Isobutyl-1-methylxanthine；成脂孵育液中则含有10%的FBS和10 μg/ml的胰岛
素。具体母液配置方案及试剂信息详见下部分内容。
四．成脂诱导分化中各类诱导试剂的产品信息及母液配置方案
试剂名称 试剂信息 母液配置方案 母液最终加
入比例（母
液：培养液） 地塞米松 dexamethasone 产品编号 D4902
CAS号50-02-2
品牌SIGMA 母液浓度100μM
约0.19235毫克加入到
20微升乙醇中溶解，再
用PBS稀释到50毫升 1：100
胰岛素 Insulin human 产品编号 I3536
CAS号11061-68-0
SIGMA 分子量 5807.57 依据分子量和
最终浓度10
μg/ml自行计算
吲哚美辛 indomethacin 产品编号 I7378
CAS号53-86-1
SIGMA 母液浓度200mM
约71.56毫克加入到1
毫升的DMSO中溶解 1：1000
3-异丁基-1-甲基黄嘌
呤 3-Isobutyl-1-
methylxanthine 产品编号 I7018
CAS号28822-58-4
SIGMA 母液浓度0.5M
约100毫克加入到0.9
毫升的DMSO中溶解 1：1000
细胞培养级别DMSO Dimethyl sulfoxide 产品编号 D2650
CAS号67-68-5
SIGMA 作为配置母液的溶剂
使用 ----
五．成骨与成脂共诱导液的添加方案（包含换液周期及诱导试剂浓度）
对于成骨和成脂的共诱导，干细胞首先在“成骨成脂共诱导液”中培养3天，
随后在“成骨诱导-成脂孵育液”中继续培养3天。之后再依次进行上述循环。
具体的总时间跨度需要依据你的实验目的而定。
成骨成脂共诱导液和成骨诱导-成脂孵育液均是基于高糖的DMEM所配置
（含100 U/ml的青霉素，100 μg/ml的链霉素，2 mM的L-谷氨酰胺）。其中成骨
成脂共诱导液中含有10%的FBS、1 μM的地塞米松、200 μM的吲哚美辛、10
μg/ml的胰岛素、0.5 mM的3-Isobutyl-1-methylxanthine、50 μM的抗坏血酸和10
mM的β-甘油磷酸钠；成骨诱导-成脂孵育液中含有10%的FBS、100 nM的地塞
米松、10 μg/ml的胰岛素、50 μM的抗坏血酸和10 mM的β-甘油磷酸钠。具体母液配置方案及试剂信息详见下部分内容。
六．成骨与成脂共诱导试剂的产品信息及母液配置方案 试剂名称 试剂信息 母液配置方案 母液最终加
入比例（母
液：培养液）
地塞米松 dexamethasone 产品编号 D4902
CAS号50-02-2
品牌SIGMA 母液浓度100μM
约0.19235毫克加入到
20微升乙醇中溶解，再
用PBS稀释到50毫升 1：1000
或1：100（看具
体终浓度）
β-甘油磷酸钠
β-Glycerophosphate
disodium salt hydrate 产品编号 G9422
CAS号154804-51-0
SIGMA 母液浓度1M
约4.3208克加入到20
毫升的PBS中溶解 1：100
抗坏血酸 2-Phospho-L-ascorbic
acid trisodium salt 产品编号 49752
CAS号66170-10-3
SIGMA 母液浓度5mM
约64.41毫克加入到40
毫升的PBS中溶解 1：100
胰岛素 Insulin human 产品编号 I3536
CAS号11061-68-0
SIGMA 分子量 5807.57 依据分子量和
最终浓度10
μg/ml自行计算
吲哚美辛 indomethacin 产品编号 I7378
CAS号53-86-1
SIGMA 母液浓度200mM
约71.56毫克加入到1
毫升的DMSO中溶解 1：1000
3-异丁基-1-甲基黄嘌
呤 3-Isobutyl-1-
methylxanthine 产品编号 I7018
CAS号28822-58-4
SIGMA 母液浓度0.5M
约100毫克加入到0.9
毫升的DMSO中溶解 1：1000
细胞培养级别DMSO Dimethyl sulfoxide 产品编号 D2650
CAS号67-68-5
SIGMA 作为配置母液的溶剂
使用 ----