P>核受体相关因子1基因过表达诱导神经干细胞分化为多巴胺能神经元/P>

目的 探讨核受体相关因子1（Nurr1）基因对大鼠中脑神经干细胞(NSCs)体外诱导分化为多巴胺能神经元的作用。方法 通过基因重组技术构建pEGFP-N1-Nurr1真核表达载体,用电穿孔法将重组质粒转染第3代NSCs,用荧光显微镜观察转染效率,免疫印迹法检测基因表达效果;并对转染后的NSCs进行体外分化培养3周,用免疫荧光双标技术检测酪氨酸羟化酶（TH）和微管相关蛋白-2（MAP-2）的表达。结果电穿孔法转染NSCs 48h后转染效率达35%,1周后免疫印迹法检测到Nurr1蛋白高表达,约为对照组的5倍;Nurr1基因转染的NSCs分化为TH阳性神经元的比率为15.45%,明显高于对照组,而MAP-2阳性神经元数量与对照组相似。结论Nurr1基因过表达可以诱导NSCs向TH阳性的多巴胺能神经元分化。     

体外诱导人骨髓间充质干细胞分化为多巴胺能神经元

骨髓间充质干细胞(BMSCs)是存在于骨髓中的非造血干细胞,在体外一定条件下可向神经细胞分化。本实验通过密度梯度离心获取人骨髓中的单个核细胞,贴壁培养纯化BMSCs,并用脑源性神经营养因子(BDNF)、forskolin(FSK)和多巴胺(DA)联合对BMSCs进行诱导,电子显微镜观察诱导后细胞是否具有成熟神经元的超微结构特点;免疫细胞化学和RT-PCR检测DA能神经元分化过程中的标志物酪氨酸羟化酶(TH)的表达以及转录因子Nurr1、Ptx3、和Lmx1b的表达。结果显示:诱导2周后,电镜下可见细胞浆中有大量密集的呈扁平囊状的粗面内质网及其间的一些游离核糖体,以及神经丝。RT-PCR结果显示NSE(neuron specific enolase)、Nurr1、Ptx3、Lmx1b和TH的mRNA均有表达;免疫细胞化学表明诱导2周后TH阳性细胞的表达较诱导3d后明显提高。上述结果表明BDNF、FSK和DA可以在体外诱导人BMSCs定向分化为DA能神经元。     

核受体相关因子1基因转染神经干细胞移植治疗帕金森病

目的 探讨转染核受体相关因子1(Nurr1)基因的神经干细胞(NSCs)移植至帕金森病(PD)大鼠纹状体后向多巴胺能神经元的分化及对PD大鼠行为的影响.方法 应用脑立体定位技术构建单侧PD大鼠模型.将PD大鼠随机分为3组,每组8只.假手术组注射生理盐水,NSCs组移植未转染的NSCs,Nurr1组先将重组质粒载体pEGFP-N1-Nurr1转染NSCs,用RT-PCR方法及免疫荧光染色检测Nurr1基因的表达效果,然后用转染Nurr1 基因的NSCs进行移植.细胞用DIL标记后移植至PD大鼠右侧纹状体中,术后2周起用阿朴吗啡诱发旋转试验观测移植后大鼠行为改善情况,12周后用免疫荧光技术检测移植细胞中酪氨酸羟化酶(TH)的表达.结果 重组质粒转染后Nurr1基因能在NSCs中过表达.移植后假手术组和NSCs组PD大鼠的旋转圈数均无下降趋势,两者差异无统计学意义(P＞0.05);NSCs组移植区可见DIL阳性细胞,但TH免疫阳性细胞较少,平均每视野为(3.21±0.40)个;Nurr1组移植后PD大鼠的旋转圈数从第6周开始下降,移植区DIL/TH双标神经元每视野达(9.28±1.09)个.结论 Nurr1基因过表达能诱导NSCs在PD大鼠纹状体内分化为TH阳性的多巴胺能神经元,并在一定程度上改善大鼠的行为功能.     

银杏内酯B体外诱导神经干细胞向多巴胺能神经元分化

目的:探讨银杏内酯B(GKB)对大鼠中脑神经干细胞(NSCs)体外诱导分化为多巴胺能神经元的作用。方法:采用无血清培养技术从大鼠胚胎中脑组织中分离培养出神经干细胞克隆球,然后分为2组诱导分化,对照组分化培养液中仅含10%FBS,银杏内酯B组在对照组分化培养液的基础上加入终浓度为40μg/ml的银杏内酯B。2周后免疫印迹检测分化的细胞中多巴胺能神经元发育和分化调节因子Nurr1蛋白的表达情况;免疫荧光检测分化神经元中酪氨酸羟化酶(TH)标记的多巴胺能神经元数量和分化情况。结果:对照组Nurr1蛋白相对表达量很低,仅有极少量的神经干细胞分化为不成熟的多巴胺能神经元;银杏内酯B组Nurr1表达显著升高,分化的多巴胺能神经元较多,且细胞形态较成熟,突起较丰富。结论:银杏内酯B具有诱导中脑NSCs向多巴胺能神经元分化的作用,其作用机制可能与上调Nurr1表达有关。     

大鼠生后视网膜发育过程中Nurr1与TH的相关关系研究

目的:观察核受体相关因子1(nuclear receptor-related factor 1,Nurr1)与多巴胺能神经细胞特异性标记物酪氨酸羟化酶(TH)在生后大鼠视网膜发育过程中的表达变化,探明Nurr1与视网膜多巴胺能神经元的相关关系。方法:石蜡包埋组织切片,免疫组织化学双重标记。结果:Nurr1在视网膜发育过程中的表达出现了显著的动态变化,Nurr1阳性产物主要表达在内核层细胞,生后3～7 d达到高峰,之后随着细胞的成熟阳性表达又逐渐减少,成熟的视网膜组织内仅见少量Nurr1阳性细胞,在视网膜神经细胞从幼稚到成熟的分化过程中仅见个别TH阳性细胞。Nurr1与TH的免疫组化双标结果显示两蛋白可以共表达在同一细胞中,但众多的Nurr1阳性细胞不表达TH。结论:Nurr1在大鼠视网膜多巴胺能神经细胞及非多巴胺能神经细胞从幼稚到成熟的分化过程中可能具有重要的调控作用。     

成年大鼠及猴骨髓基质细胞的体外培养及向神经元的分化诱导

为了探讨成年动物骨髓基质细胞的体外培养和神经元诱导及其不同培养时程对外源基因的转染率,本实验采用直接和间接两种方法分离、培养成年大鼠和猴的骨髓基质细胞。在体外进行神经元诱导,用免疫细胞化学方法进行鉴定;用携带酪氨酸羟化酶基因的逆转录病毒载体转染体外培养第1～10代大鼠骨髓基质细胞,经免疫细胞化学鉴定并计算转染率。结果显示,成年大鼠和猴骨髓基质细胞以未分化状态至少可持续培养20余代,部分细胞表达干细胞的标志蛋白nestin,经BrdU孵育后呈BrdU抗体免疫阳性;经诱导后细胞具有典型的神经元形态,表达神经元的特异性蛋白NeuN;培养第3代至6代的骨髓基质细胞对外源性基因的转染效率较其他时程明显增高。实验结果说明,骨髓基质细胞可以在体外培养并被诱导成为神经元,它还可携带外源性治疗基因。     

Nurr-1对小胶质细胞微环境的影响

目的:探讨Nurr-1基因对小胶质细胞活化状态及其微环境的影响。方法:分离培养新生SD大鼠小胶质细胞,纯化、鉴定并分别用脂多糖(LPS)刺激活化和过表达Nurr1基因。实验随机分为小胶质细胞组、Nurr1过表达组、LPS处理组、Nurr1过表达+LPS处理组。ELISA分析过表达Nurr1基因对不同状态小胶质细胞分泌TNF-α、IL-1等炎症相关因子和BDNF、GDNF和PDNF等神经营养因子的影响。结果:(1)小胶质细胞混合培养、纯化、CD11b/c免疫细胞化学鉴定为阳性,纯度在95%;(2)Nurr1基因过表达小胶质细胞转染阳性率90%;(3)ELISA法检测结果显示:过表达Nurr1基因的小胶质细胞显著降低了TNF-α、IL-1的分泌,并促使了BDNF、GDNF和PDNF等神经营养因子的分泌。结论:Nurr1基因可抑制小胶质细胞的活化和减少炎症相关因子的产生,同时可促进GDNF、BDNF、PDNF等与DA能神经元存活和成熟等相关的神经营养因子的分泌。     

转录因子Pitx3和Nurr1在中脑多巴胺能神经元终末分化中的表达特点

目的:探讨转录因子垂体同源盒家族因子3(Pitx3)和孤儿核受体相关因子1(Nurr1)在多巴胺(DA)能神经元终末分化中的表达特点。方法:采用免疫荧光方法检测体外培养的中脑源性神经干细胞(mNSCs)诱导分化后和大鼠胚胎发育至出生腹侧中脑Pitx3、Nurr1和酪氨酸羟化酶(TH)的表达。结果:(1)体外培养的mNSCs诱导分化48 h的Map-2阳性细胞不表达Pitx3、Nurr1和TH;分化7 d的TH阳性细胞均表达转录因子Pitx3和Nurr1;(2)在大鼠腹侧中脑黑质(SN)、腹侧被盖区(VTA)和中缝背核(DRN)可见大量TH与Pitx3(或Nurr1)共表达的神经元;(3)Pitx3和Nurr1阳性细胞主要分布于E16.5、P0大鼠SN、VTA和DRN区,其中Pitx3阳性细胞还少量分布于腹侧中脑非DA能神经元区域,Nurr1阳性细胞在腹侧中脑分布范围较Pitx3更广泛。结论:转录因子Pitx3、Nurr1在中脑DA能神经元的终末分化和生存维持中起重要作用。     

MiR-125a-5p靶向APC激活经典WNT信号通路促进hiPSCs分化为多巴胺能神经前体细胞

目的通过调节miR-125a-5p的表达实现人诱导性多能干细胞(hiPSCs)向多巴胺(DA)能神经前体细胞及DA能神经元的高效转化。方法应用MicroRNAs高通量测序与分析,miR-125a-5p的筛选、靶基因(APC)的预测与验证;miR-125a-5p前体miR-125a慢病毒载体的构建与包装,miR-125a-5p过表达hiPSCs细胞株的构建、筛选及其向多DA能神经前体细胞与DA能神经元的诱导分化;免疫细胞化学、实时定量PCR(qRT-PCR)及蛋白印迹(WB)法检测miR-125a-5p过表达hiPSCs与对照hiPSCs向DA能神经前体细胞及DA能神经元诱导分化过程中神经前体细胞标志物Nestin、底板细胞标志物Foxa2、DA能神经前体细胞标志物En1、DA能神经前体细胞分选标志物Corin、神经元标志物Tuj1及DA能神经元标志物TH的表达。结果 MiR-125a-5p在hiPSCs向DA能神经前体细胞及神经元诱导分化过程中的表达呈递增趋势,miR-125a-5p靶向调节经典WNT信号通路关键因子APC,稳定过表达miR-125a-5p的hiPSCs细胞株能向DA能神经前体细胞及DA能神经元分化,其诱导分化效率与对照hiPSCs相比在神经前体细胞(NPCs)阶段FOXA2、EN1、CORIN的表达明显增高,神经元阶段TH、DAT和Nurr1的表达明显增高,提示过表达miR-125a-5p的hiPSCs具有更好的向DA能神经前体细胞及DA能神经元的诱导分化潜能。结论 MiR-125a-5p能通过靶向下调APC的表达激活经典WNT信号通路活性,促进hiPSCs向DA能神经前体细胞及DA能神经元的诱导分化。     

α-突触核蛋白过表达对黑质多巴胺能神经元酪氨酸羟化酶表达的影响

目的 研究α-突触核蛋白(α-synuclein，α-SYN)过表达对多巴胺能神经元酪氨酸羟化酶(TH)表达的影响。方法 在α—SYN基因转染的MES 23．5大鼠黑质多巴胺能神经元细胞系，分别用免疫组织化学、免疫荧光、Western blot等方法分析α-SYN和TH的表达以及两者之间的关系。通过绘制生长曲线和MTT测试细胞氧化还原活性，观察α—SYN基因转染细胞的生长和损伤情况。结果 α-SYN过表达明显抑制MES 23．5多巴胺能神经元的TH表达，但对该细胞的生长和增殖无明显影响，也不引起该细胞损伤。结论 α-SYN过表达对多巴胺能神经元的TH表达具有抑制作用。     

NTera2: a model system to study dopaminergic differentiation of human embryonic stem cells

NTera2, a human embryonal carcinoma (EC) stem cell line, shares many characteristics with human embryonic stem cells (hESCs). To determine whether NTera2 can serve as a useful surrogate for hESCs, we compared global gene expression between undifferentiated NTera2, multiple undifferentiated hESC cell lines, and their differentiated derivatives, and we showed that NTera2 cells share multiple markers with hESCs. Similar to hESCs, NTera2 cells differentiated into TH-positive cells that express dopaminergic markers including AADC, DAT, Nurr1, TrkB, TrkC, and GFRA1 when co-cultured with PA6 cells. Flow cytometry analysis showed that tyrosine hydroxylase (TH) and neural cell adhesion molecule (NCAM) expression increased, whereas SSEA4 expression decreased as cells differentiated. Medium conditioned by PA6 cells stimulated differentiation of NTera2 cells to generate TH-positive cells that expressed dopaminergic markers. Flow cytometry selected polysialylated (PSA-NCAM) cells responded to medium conditioned by PA6 cells by differentiating into TH-positive cells and expressed dopaminergic markers. Sorted cells differentiated for 4 weeks in PA6 cell conditioned media included functional neurons that responded to neurotransmitters and exhibited electronic excitability. Therefore, NTera2 cell dopaminergic neuronal differentiation and PSA-NCAM enrichment provides a useful system for the future study of hESCs.     

Enriched NCAM-positive cells form functional dopaminergic neurons in the rat model of Parkinson's disease

We describe a method of generating an enriched population of NCAM-positive cells from a human teratocarcinoma cell line (NTera2/D1) and their differentiation into midbrain dopaminergic neurons in the absence of the caudalizing factor retinoic acid (RA). NTera2 cells were induced to form embryoid bodies and then to generate nestin-positive cells on treatment with serum-free defined medium supplemented with neurotrophic factors. We enriched the neuroprogenitor population by magnetic sorting of the nestin-positive cells using the antibody to neural cell adhesion molecule (NCAM). These cells were expanded by exposing them to the signaling molecule sonic hedgehog (SHH) in conjunction with fibroblast growth factor-8 (FGF-8). The predifferentiated cells when analyzed by RT-PCR showed expression of dopaminergic markers such as Nurr1, Engrailed-1, aromatic amino decarboxylase (AADC), VMAT2, tyrosine hydroxylase (TH), and dopamine transporter (DAT). These cells also stained positively for protein markers such as nestin, NCAM, MAP-2, and TH. We further demonstrated that when transplanted into the brain of Parkinsonian rats, these neuroprogenitor cells did not form tumors but differentiated into dopaminergic neurons, as revealed by TH immunolabeling. The origin of transplanted cells were further confirmed by positive immunolabeling with anti-human nuclei. Our results suggest that enriching the neuroprogenitor population by magnetic sorting prevents tumor formation and is a prerequisite before cell replacement therapy for Parkinson's disease.     

大鼠中脑发育早期Nurr1时空模式及与TH表达的相关性

目的:观察孤儿核受体相关因子1(Nuclear receptor-related factor1,Nurr1)在大鼠胚胎中脑发育过程中的时空表达模式及与酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)表达的相关性。方法:制备大鼠胚胎E12.5、E13.5、E14.5d中脑脑片,行Nurr1/TH的免疫荧光双标记。在荧光显微镜下分别计数每个视野下TH、Nurr1单标神经元和Nurr1/TH双标神经元的数量,用图像处理系统和Stata7.0软件对所得数据进行统计学分析。结果:Nurr1/TH双标神经元在E12.5d时较少,随着发育时间的推移逐渐增加,至E14.5d时TH阳性细胞中几乎均有Nurr1的表达。结论:本研究结果进一步从形态学的角度提示转录因子Nurr1在胚胎发育过程中对中脑多巴胺(dopamine,DA)能神经元的发育起重要作用。     

Absence of age-related changes in nigral dopaminergic neurons of Asian Indians: Relevance to lower incidence of Parkinson's disease

Age-related loss of melanized nigral neurons reported in the British Caucasians is not observed in Asian Indian, American and French adults. In the Americans, loss of dopaminergic phenotype occurs from midlife, without frank neurodegeneration. Here, we investigated whether nigral dopaminergic neurons in Asian Indians are lost with age or undergo morphological or biochemical dysfunction. Using unbiased stereology we estimated volume, number of melanized, borderline/non-melanized (n=34, 28 gestational weeks to 80 years) and tyrosine hydroxylase (TH)–Nurr1 co-labeled neurons (n=32, 28 gestational weeks to 80 years) in substantia nigra pars compacta. We quantified Nurr1 and TH proteins by immunoblotting (n=18, 28 gestational weeks to 69 years) and apoptotic neurons by terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) staining. Nuclear and soma size was estimated by morphometry. There was no age-related decline in volume, neuronal density, neuronal numbers and TH-Nurr1 co-labeled neurons. TH and Nurr1 protein expression remained stable. Lack of TUNEL-TH co-labeled cells confirmed absence of neuronal apoptosis. The neuronal size remained unaltered. Our findings of preserved nigral dopaminergic neurons suggest no age-related loss of nigral function in Asian Indians, unlike the Americans. This may explain the lower incidence of Parkinson's disease in Asian Indians.     

胶质细胞源性神经营养因子促进中脑源神经干细胞增殖和向多巴胺能神经元分化

目的:探讨胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)对中脑源神经干细胞(mNSCs)增殖、分化能力和表达垂体同源盒家族因子3(Pitx3)、孤儿核受体相关因子1(Nurr1)和酪氨酸羟化酶(TH)蛋白的影响。方法:取E14.5d大鼠中脑组织体外培养原代mNSCs,增殖培养传三代后进行分化实验;使用免疫荧光方法检测培养分化的mNSCs表达Pitx3、Nurr1和TH蛋白。结果:在GDNF作用下,体外培养的mNSCs克隆球直径增大,数量增多;分化的神经元中Pitx3、Nurr1和TH蛋白表达增加(P0.05)。结论:在体外培养条件下,GDNF有促进mNSCs增殖和向多巴胺能神经元分化的作用。