体外诱导人胚胎干细胞定向分化为神经干细胞

目的:探讨体外定向诱导人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)生成高纯度神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的方法.方法:模拟体内神经细胞分化发育的不同阶段及微环境,分三阶段诱导hESCs定向生成NSCs.形态学观察结合免疫荧光细胞化学、流式细胞术和RT-PCR检测胚胎干细胞标志和神经干细胞标志;NSCs分化实验对所诱导的NSCs的分化潜能进行检测.结果:体外培养的hESCs在胚胎成纤维细胞饲养层上连续传代培养50代,仍保持SSEA-4,TRA-1-81阳性,表达Nanog基因,流式细胞术检测SSEA-4阳性表达率为83.44%;经三步法最终可诱导形成纯度高达90%以上的nestin阳性细胞,表达nestin基因,流式细胞术检测nestin阳性表达率为89.38%;诱导生成的细胞反复传代,仍表现为nestin阳性,并可进一步分化为神经元、星形神经胶质细胞和少突胶质细胞.结论:模拟体内神经分化过程的三步诱导法,可诱导hESCs生成较高纯度的NSCs,并能较好维持其干细胞特性和具有进一步分化的能力.     

Synergistic effect of schwann cells and retinoic acid on differentiation and synaptogenesis of hippocampal neural stem cells in vitro

INTRODUCTION Schwann cells (SCs) secrete growth factors or NGF-like proteins, such as nerve growth factor (NGF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), NT-3, basic fibroblast growth factor (bFGF), and glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF)[…     

Wnt3a影响大鼠海马神经干细胞增殖的体外研究

目的:探讨Wnt3a对胚胎大鼠海马神经干细胞(neural stem cells,NSCs)体外增殖的影响。方法:采用机械分离、无血清传代培养法,从胎鼠海马中获得NSCs,使用免疫荧光法对NSCs及其分化情况进行鉴定。将NSCs与5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)共孵育,观察Wnt3a对NSCs体外增殖情况的影响。结果:海马源胚胎NSCs具有增殖能力,可以传代培养,可分化为神经元和星形胶质细胞。与Brdu共孵育后,添加Wnt3a的实验组Brdu阳性率高于对照组(P0.01)。结论:使用机械分离、无血清培养的方法获得的NSCs具有增殖和多向分化能力,Wnt3a可以促进大鼠海马NSCs的体外增殖。     

脑肿瘤干细胞体外分化的形态、标志物及细胞增殖动力学特征

目的探讨脑肿瘤干细胞(BTSC)在体外分化过程中的细胞形态、分化相关标志物表达和增殖动力学变化,为进一步研究BTSC分化走向提供实验依据。方法取同一病例初发和复发的间变性室管膜瘤患者的肿瘤手术标本,用CD133免疫磁珠分离出CD133+细胞,加血清分化,相差显微镜下观察其形态,在未分化和分化后第3、7、10、21天收集细胞,流式细胞术检测细胞CD133+、神经上皮干细胞蛋白(Nestin)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、β-微管蛋白(Tubulinβ-)Ⅲ的表达。在未分化和分化第7天做增殖周期测定。取正常神经干细胞(NSC)作为对照。结果(1)形态:BTSC由圆形到短梭形和多角形、再到长梭形及少量星形,第7天以后细胞形态往短梭形和圆形回复,出现细胞聚集成球重新飘浮在培养基中;NSC按固有规律分化。(2)标志物:BTSC和NSC未分化时CD133+和Nestin均高表达,BTSC分化后CD133+和Nestin全程表达,且先降后升,第7天表达率分别为(3·65±0·17)%和(28·99±1·26)%,第21天分别为(14·63±1·16)%和(45·46±1·27)%;GFAP和β-TubulinⅢ表达量一直偏低,但GFAP阳性表达率相对高于β-TubulinⅢ;NSC在分化第10天时失去了CD133+和Nestin的表达,GFAP和β-TubulinⅢ表达量明显增加,分别为(88·94±1·23)%和(11·94±0·36)%。(3)增殖周期及倍体:BTSC分化前为亚二倍体,分化后有少量二倍体和大量亚二倍体及超二倍体,处于G2-M期和S期的细胞比例大于NSC,复发BTSC分化后细胞组成比原发BTSC复杂;神经干细胞分化前后都为整二倍体,主要处于G0-G1期。结论细胞形态、标志物的表达、增殖周期及倍体变化反映出脑肿瘤干细胞分化走向和神经干细胞不同,前者存在明显的分化障碍。     

大鼠创伤性颅脑损伤后脑室下区内源性神经干细胞的增殖与分化

目的探讨创伤性脑损伤后脑室下区（SVZ）神经干细胞（NSCs）的增殖分化的时程变化。方法采用随机数字表法将大鼠 分为3组,对照组不做任何处理,假手术组仅切开头皮和颅骨开窗,实验组采用Feeney氏法造成颅脑损伤（TBI）。选用Nestin与 BrdU两种细胞标志物及神经元特异标志物神经元特异性烯醇化酶（NSE）及胶质细胞标志物GFAP,采用免疫荧光化学方法对3 组脑组织标本分别行双标蛋白抗体免疫荧光染色,检测TBI 后SVZ 内源性NSCs 的增殖、分化变化。结果TBI 后,伤侧 SVZNestin/NSE 、Nestin/GFAP、BrdU/NSE、BrdU/GFAP标记阳性细胞均明显增多,伤后第1天开始升高,第3天达峰值,第14天 恢复正常,实验组4个时间点间及实验组与对照组对应时间点间的比较差异均有显著性意义,其中以Nestin/GFAP标记的增殖分 裂阳性细胞升高最显著。结论TBI后,动员了伤侧SVZ中的NSCs,诱导该区内源性NSCs的增殖分化,提示SVZ是NSCs增殖 分化的重要的生发中心之一。     

沉默核仁素可诱导大鼠神经干细胞的分化

目的 探讨核仁素(nucleolin)对原代神经干细胞(NSCs)分化的影响及其相关机制.方法 构建核仁素siRNA腺病毒表达载体,将经鉴定正确的重组腺病毒质粒转染HEK293A细胞,包装得到具有感染能力的nucleolin-siRNA重组腺病毒.病毒体外感染原代NSCs,采用Western blot检测nucleolin蛋白的表达情况,Nucleolin-siRNA对神经干细胞Nestin、Wnt3、β-catenin蛋白表达的影响;采用免疫细胞化学检测nucleolin-siRNA对神经干细胞分化的影响.结果 经酶切和测序鉴定均证实nucleolin-siRNA重组腺病毒载体构建成功,其插入序列正确无误.Western blot检测结果显示,转染nucleolin-siRNA2的细胞nucleolin表达明显受到抑制.siRNA+组NSCs分化为NSE阳性细胞和GFAP阳性细胞的分化率明显比CON组、siRNA-组增加,且差异具有统计学意义(P<0.01).与阴性对照组相比,siRNA+组Nestin的表达明显减少,Wnt3表达明显增多,β-catenin入核明显增多,其差异具有统计学意义(P<0.05).结论 本研究成功地构建了针对nucleolin基因的siRNA重组腺病毒载体,沉默nucleolin可诱导神经干细胞的分化,其机制可能与Wnt信号转导通路的激活有关.     

An improved method for directional differentiation and efficient production of neurons from embryonic stem cells in vitro

Summary To establish a method of directional differentiation and efficient production of neurons from embryonic stem cells (ES cells)in vitro, based on the 4-/4+ protocol described by Bain, a new method was established to induce ES cells differentiating into neurons by means of three-step differentiation using all-trans retinoic acid (ATRA) combined with astrocyte-conditioned medium (ACM)in Vitro. The totipotency of ES cells was identified by observation of cells morphology and formations of teratoma in immunocompromised mice. The cells differentiation was evaluated continuously by the detection of the specific cellular markers of neural stem cells, neurons and astrocytes, including nestin, NSE and GFAP using immunohistochemistry assay. The NSE positive cells' ratio of the differentiated cells was determined by flow cytometry. It was found that the transparent circular clusters surrounding embryoid bodies induced with combining induction protocol formed just after 24 h and gradually enlarged later. This phenomenon could not be observed in EBs induced only by ATRA. The NSE positive cells' ratio in the cells induced with ATRA and ACM was higher than that of the cells induced by ATRA at different time points of differentiation, and finally reached up to 73.5% among the total differentiated population. It was concluded that ES cells could be induced into neurons with high purity and yield by means of inducing method combining with ATRA and ACM. ZHOU Yufeng, male, born in 1974, Doctor in Charge     

不同生长因子对神经干细胞定向分化的影响

目的 研究神经干细胞（NSCs）分化为神经元和胶质细胞的影响因素,探讨各种生长因子对小鼠NSCs定向分化的影响。方法 以无血清培养法从E13-14d的昆明小鼠大脑皮质分离培养获得NSCs后,分别加入50 mg/L EGF、bFGF、IGF-1、NGF和PDGF处理,分析不同生长因子对NSCs定向分化的影响。结果 分离得到的细胞表现出NSCs的特性,能无限增殖,神经元微管相关蛋白和胶原纤维酸性蛋白均呈阳性表达。与空白对照组相比,各生长因子均可显著诱导NSCs分化为神经元及星形胶质细胞,其中NGF的诱导NSCs分化为神经元的作用最强;IGF-1、NGF、PDGF均能明显诱导NSCs分化为星形胶质细胞。结论 几种生长因子均能促进NSCs分化,其中NGF诱导NSCs向神经元方向作用最强;而IGF-1、NGF和PDGF促进NSCs向星形胶质细胞分化的作用均较强。     

Differentiation of rat neural stem cells and its relationship with environment

Objective To explore the differentiation fates of rat neural stem cells (NSCs) in different environmental conditions. Methods NSCs derived from 16-day-old rat embryo were proliferated in vitro and implanted into the brain of rats with intra-cerebral hemorrhage. At the same time some NSCs were co-cultured in vitro with Schwann cells derived from newborn rats. MAP-2, GFAP and GalC (which are the specific markers of neural cells, astrocytes and oligodendrocytes respectively),BrdU and β-tubulin were detected by immunohistochemical and immunofluorescent methods.Results BrdU positive cells that were implanted into the brain distributed around the hemorrhagic area.The majority of them were GFAP positive astrocytes while a few of them were β-tubulin positive neural cells or GalC positive oligodendrocytes. After being co-cultured with Schwann cells in vitro,NSCs are predominately shown β-tubulin and MAP-2 positive,and only a minority of them were GFAP or GalC positive.Condusions The hemorrhagic environment in vivo induces NSCs to differentiate mainly into astrocytes while co-culture with Schwann cells in vitro induce the majority of NSCs to differentiate into neural cells.     

通心络对大鼠胚胎神经干细胞增殖和分化的影响

目的 探讨不同剂量通心络含药血清对大鼠胚胎神经干细胞增殖和分化的影响及其可能作用机制.方法 自E12～14大鼠胚胎中分离、培养神经干细胞,添加不同剂量通心络含药血清干预,在干预后不同时段通过免疫荧光双标观察含药血清对大鼠胚胎神经干细胞增殖和分化的影响.结果 大鼠胚胎神经干细胞经通心络含药血清干预后,Nestin( )细胞比例先下降后回升,β-tubulin( )细胞比例3 d与7 d时与对照组相比有显著性差异;7 d时大剂量组β-tubulin( )细胞比例与小剂量组相比有显著性差异.结论 通心络可以促进大鼠胚胎神经干细胞的增殖及向神经元分化,大剂量组效应更明显及持久.     

大鼠胚胎神经干细胞的分离培养及鉴定研究

目的探讨大鼠胚胎神经干细胞（NSCs）的分离、培养、分化及鉴定的条件与方法。方法分离孕14～16dSD大鼠胚胎脑皮质及皮质下区域NSCs,无血清培养基（DMEM／F12,含bFGF、EGF、B27等）条件下培养,通过有限稀释法克隆、传代,含血清培养基诱导分化,免疫组织化学法鉴定NSCs及诱导分化后的细胞。结果体外培养的NSCs能稳定增殖成神经干细胞球并传代（nestin染色阳性）,经诱导可分化为神经元细胞（NSE染色阳性）、星形胶质细胞（GFAP染色阳性）和少突胶质细胞（CNP染色阳性）。结论采用无血清培养基中加入特定生长因子的培养技术,可在体外大量培养出稳定增殖并具有多向分化潜能的大鼠胚胎NSCs,为进一步研究NSCs的生物特性及应用奠定了基础。     

胰岛素样生长因子-1诱导新生小鼠海马源性神经干细胞增殖分化的研究

目的探讨胰岛素样生长因子-1（IGF-1）对新生小鼠海马源性神经干细胞（NSCs）增殖和分化的影响。方法通过取新生C57BL／6J小鼠海马组织,机械分离,体外培养NSCs,特异性标志蛋白Nestin免疫荧光鉴定。在细胞培养液中加入100μg／L的IGF-1记为IGF-1组,同时设立正常细胞对照组。CCK-8试剂盒检测细胞增殖情况,GFAP、133Tubulin细胞免疫化学检测细胞分化情况。结果体外成功培养NSCs,特异性蛋白Nes-tin具有表达。IGF-1组NSCs较对照组增殖显著,且IGF-1组细胞具有显著的迁移和分化能力。细胞免疫荧光鉴定,IGF-1可促进细胞分化为星形胶质细胞和神经元（P〈0．05）。结论IGF-1能够促进体外培养的新生小鼠海马源性NSCs增殖,并诱导NSCs向星形胶质细胞和神经元分化。     

缺氧预处理对不同鼠龄大鼠海马神经干细胞增殖和分化的影响

目的:探讨缺氧预处理对不同鼠龄大鼠海马神经干细胞(NSCs)增殖和分化的影响.方法:随机选取新生1天(Q1组)、新生7天(Q7组)、新生14天(Q14组)大鼠各6只,分别缺氧2小时.将各组大鼠海马在无血清培养液中,进行原代、单克隆和传代培养;单克隆培养细胞进行巢蛋白(Nestin)免疫荧光染色;传三代细胞诱导分化3d后...     

条件培养基对神经干细胞增殖与分化作用的影响

目的：观察大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）条件培养基对体外培养神经干细胞（NSCs）增殖与分化作用的影响。方法用 BMSCs 条件培养基分别在增殖与分化条件下培养 NSCs,观察 NSCs 形态变化。用 MTT 法及 NSCs 球数目和直径的统计分析了解 NSCs 增殖情况,同时行免疫荧光及 Western blot 法鉴定其分化情况。结果原代培养获得大量未分化且悬浮生长的 NSCs 球,并能分化为神经元细胞、星形胶质细胞及少突胶质细胞。BMSCs 条件培养基组能够促进 NSCs 球的吸附贴壁,但与对照组相比光密度（OD）值差异无统计学意义,NSCs 球数目和直径差异亦无统计学意义。另外,BMSCs 条件培养基组少突胶质细胞特异性蛋白MBP 表达量高于对照组（P <0.05）,星形胶质细胞特异性蛋白 GFAP 表达量低于对照组（P <0.05）,而神经元特异性蛋白 MAP-2表达量未见明显异常。结论大鼠 BMSCs 条件培养基促进 NSCs 向少突胶质细胞方向分化,但不抑制其增殖作用。     

大鼠视网膜共培养诱导神经干细胞分化为视网膜神经节细胞

目的:研究新生大鼠视网膜组织与胚胎上丘源神经干细胞共培养对干细胞分化的影响.方法:采用机械分离、无血清培养基选择培养的方法从孕14 d的胚鼠上丘中获取神经干细胞并传代培养.使用组织-细胞共培养系统将出生4 d的乳鼠视网膜组织与上丘源神经干细胞共培养,观察干细胞分化过程,对分化细胞进行鉴定,并与干细胞的自然分化过程进行比较.结果:从胚鼠上丘中获得的细胞在无血清培养条件下聚集呈球形悬浮生长,可以持续传代培养,具有多向分化能力,经免疫荧光鉴定证实为神经干细胞.新生大鼠视网膜组织与胚胎上丘源神经干细胞共培养促进干细胞的分化,并诱导分化出Thy1.1阳性细胞.结论:从胚胎大鼠上丘可以分离培养神经干细胞,与新生鼠视网膜组织共培养可以诱导上丘源神经干细胞分化出视网膜神经节细胞.     

NGF诱导大鼠胚脑皮层和隔区神经干细胞向神经元和AChE阳性神经元分化的作用

目的:探讨大鼠胚脑皮层和隔区神经干细胞在NGF的诱导下分化为神经元和AChE阳性神经元的情况。方法:应用无血清培养技术,分别从SD大鼠胚脑皮层和隔区分离克隆神经干细胞,然后在含或不含NGF的培养液中分化14d。用MAP-2免疫荧光和AChE组化技术检测神经干细胞分化为神经元和AChE阳性神经元的情况。并对MAP-2阳性神经元的分化率、AChE阳性神经元数及其它们的细胞面积和周长进行图像处理;用STATA7.0统计软件进行方差分析和两两比较。结果:隔区和皮层NGF组MAP-2阳性神经元分化率高于隔区和皮层对照组;其细胞面积除隔区NGF组与皮层NGF组之外,其它各组间差异均有统计学意义;而其周长各组之间差异均有统计学意义。AChE阳性神经元的数量及细胞面积和周长,隔区NGF组最佳,皮层NGF组次之,隔区对照组再次之,皮层对照组较差。三项指标各组间差异有统计学意义。结论:NGF可诱导大鼠胚脑皮层和隔区神经干细胞向神经元分化;隔区神经干细胞较皮层神经干细胞更易于向AChE阳性神经元分化;这种区域特异性可在NGF诱导下发生改变。     

γ-分泌酶抑制剂对神经干细胞增殖和分化的影响

目的 探讨γ-分泌酶抑制剂3,5-二氟苯乙酰-L-丙氨酰-S苯基甘氨酸t-丁酯(DAPT)与神经干细胞增殖、分化的关系.方法 分离和体外培养大鼠脑神经干细胞(NSC),采用γ-分泌酶抑制剂DAPT处理后,细胞计数和CCK8检测法观察NSC增殖能力的变化;特异性荧光免疫染色检测NSC诱导定向分化能力的变化;逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测Notch信号途径节点分子基因RBP-Jk和Hes1的表达.结果 DAPT能够明显抑制NSC的增殖能力;与对照组相比,NSC诱导分化为神经元和少突胶质细胞的比例分别由(3.7±1.0)%和(4.8±1.2)%上升为(13.8±1.2)%和(14.8±1.6)%,而分化成星形胶质细胞的比例由(82.8±3.7)%下降为(63.4 ±1.2)%;DAPT能下调NSC的RBP-Jk和Hes1 mRNA的表达.结论 γ-分泌酶抑制剂DAPT能抑制大鼠脑NSC的增殖,改变NSC定向分化的能力,这些作用可能是通过抑制γ-分泌酶而下调Notch信号所致.     

神经干细胞分化过程中NgR表达的变化

目的 检测大鼠脊髓来源神经干细胞分化过程中NgR的表达情况.方法 悬浮培养法培养大鼠脊髓来源的神经干细胞,形成神经球后,以免疫荧光法鉴定神经干细胞,检测神经球及其分化后不同时间点、不同细胞亚型的NgR表达情况.结果 神经干细胞分化前和分化第1天所有细胞都显著表达NgR,NgR表达阳性率在分化第2天降至82.1%±4.14%,分化第3天降至最低点35.3%±4.31%.分化后形成的细胞中只有神经元和少量未分化细胞表达NgR,星形胶质细胞和少突胶质细胞不表达NgR.结论 在神经干细胞分化成星形胶质细胞和少突胶质细胞的过程中NgR基因表达被关闭,而在其分化成神经元的过程中则始终表达NgR.     

神经干细胞移植对创伤性脑损伤大鼠脑组织中连接蛋白43表达的影响

目的探讨神经干细胞(NSCs)移植对创伤性脑损伤(TBI)大鼠脑组织中连接蛋白43(Cx43)表达的影响。方法将6～7周龄雄性SD大鼠36只随机分为对照组和NSCs移植组,每组18只。从15只E14大鼠胚胎分离NSCs,进行原代培养及传代培养;用含体积分数10%胎牛血清的培养基对NSCs进行诱导分化;采用免疫细胞化学技术对培养的NSCs及其分化为神经元的表型进行鉴定;采用改良的Feeney法制备TBI模型;利用脑立体定位仪和微量注射泵进行NSCs脑内移植;采用免疫组织化学技术、免疫印迹技术和反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测在移植后不同时间脑组织损伤区Cx43的表达。结果在培养基中,NSCs呈球团状悬浮生长,神经上皮干细胞巢蛋白表达阳性。NSCs体外诱导分化第2天,多数细胞伸出突起,以后突起逐渐延长,分支增加;分化后第5天,部分细胞βⅢ-微管蛋白阳性。免疫组织化学结果显示,无论有无NSCs移植,在移植后第1、2和4周受损脑组织中,均可见Cx43在细胞膜上、膜旁的细胞质及突起中呈棕黄色表达。NSCs移植大鼠的Cx43染色在各个时间点均显著强于对照组(P<0.05)。在移植后的4周内,NSCs移植组移植点及其周围脑组织中Cx43 mRNA和蛋白表达显著高于对照组(P<0.01)。结论移植NSCs至TBI大鼠损伤脑组织,在移植点周围脑组织中Cx43的表达显著增加。     

黄芪皂甙诱导小鼠神经干细胞向神经元分化

目的：观察黄芪皂甙对体外培养的小鼠神经干细胞（NSCs）向神经元分化的影响.方法：采用机械分离、无血清传代培养法从胚胎（E14.5）小鼠室管膜前下区获得NSCs,观察不同浓度（20,40,60mg/L）黄芪皂甙在干预后不同时段（3,7d）的分化情况,通过免疫荧光检测神经元（β-Tubulin）,星形胶质细胞（GFAP）及少突胶质细胞（CC-1）的比例,并采用银杏内酯B（40mg/L）作为阳性对照,正常组为阴性对照,观察黄芪皂甙对小鼠NSCs分化的影响.结果：加入黄芪皂甙培养3,7d后,黄芪皂甙40mg/L及60mg/L组、银杏内酯B组分化为β-Tubulin（＋）神经元比例均显著高于正常对照组,黄芪皂甙两种浓度组间无统计学差异;银杏内酯B组分化为GFAP（＋）星形胶质细胞比例显著高于正常对照组,而黄芪皂甙对星形胶质细胞的分化比例无明显影响.结论：黄芪皂甙能促进NSCs定向分化为神经元,而银杏内酯B促进NSCs向神经元和星形胶质细胞分化.