胰腺十二指肠同源框1基因在大鼠骨髓间充质干细胞向胰岛素分泌细胞定向分化过程中的作用

目的:探讨胰腺十二指肠同源框1基因(PDX-1)在大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)向胰岛素分泌细胞定向分化过程中的作用。方法:新型纳米载体Superfect介导含有PDX-1基因的真核表达载体转染骨髓MSCs,G418筛选,分步法进行体外诱导;流式细胞仪检测诱导后胰岛素阳性细胞的比例,SABC免疫细胞化学染色和Western印迹法检测诱导后细胞胰岛素蛋白的表达;ELISA法检测诱导后细胞对葡萄糖刺激的反应能力。结果:Superfect可高效介导重组载体在骨髓MSCs表达,随着转染时间延长,表达逐渐增强PDX-1~ MSCs分化为胰岛素阳性细胞数较转染空白载体和PDX-1~-MSCs组明显增多;诱导后细胞表达胰岛素,转染PDX-1基因后表达明显增加;PDX-1~ MSCs对不同浓度的葡萄糖刺激表现出不同的胰岛素分泌反应。结论:骨髓MSCs体外能分化为胰岛素分泌细胞,PDX-1能显著提高其分化效率。     

不同诱导剂对大鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的作用

目的 观察体外不同诱导方法对大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)向神经细胞分化的作用.方法 体外培养、扩增骨髓MSCs,分别采用化学诱导剂(2-巯基乙醇 二甲基亚砜)和生物诱导剂,诱导骨髓MSCs分化为神经细胞.用神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫组织化学方法对诱导后的细胞进行鉴定和诱导率分析.应用组织学方法显示尼氏体.结果 倒置显微镜下可见,MSCs经两种方法诱导48h后,细胞均向神经细胞分化,胞体呈锥形、多角形,由胞体伸出较长的轴突样和树突样突起,且有分支.免疫组织化学鉴定显示,诱导后的细胞能特异性表达NSE、NF,不表达GFAP.化学诱导剂组NSE阳性细胞率为86.9%,NF阳性细胞率为85.6%;生物诱导剂组NSE阳性细胞率为88.2%,NF阳性细胞率为86.8%,两组间无显著差异(P＞0.05).硫堇-伊红染色显示胞体内有大量的尼氏体.结论 体外两种诱导方法均可诱导大鼠骨髓MSCs分化为神经细胞.     

外源性Nurr1基因过表达对SK-N-SH细胞分化作用的研究

为研究外源性Nurr1基因过表达对转染细胞的作用,探讨Nurr1基因调控多巴胺能神经元分化的机制。本研究应用:(1)pBK- RSV -Nurr1质粒经脂质体法转染SK- N- SH细胞,G418筛选;用RT PCR和免疫细胞化学方法检测基因转染细胞Nurr1mRNA及Nurr1蛋白的表达; (2)all- trans- RA、9- cis- RA、forskolin诱导基因转染细胞,RT PCR及免疫荧光细胞化学方法检测基因转染细胞MAP2 和TH的表达。结果显示: (1)经RT -PCR检测,基因转染细胞表达Nurr1mRNA;免疫细胞化学染色结果显示基因转染细胞表达Nurr1蛋白,说明外源性Nurr1基因在转染细胞内过表达;基因转染细胞形态与正常细胞相比没有明显变化,生长速度略有降低并表达成熟神经元的特异性标识物MAP2,但不表达多巴胺能神经元的特异性标识物TH。(2)尽管RA、forskolin诱导可促进Nurr1基因转染的SK- N- SH细胞进一步向成熟神经元分化,但不能诱导基因转染细胞表达TH。结论:单纯的Nurr1过表达可以促进SK- N- SH细胞向成熟神经元方向分化,但不足以激活TH基因转录。TH基因的转录激活还需要除Nurr1以外的其它细胞(或神经元)的环境或因子的共同作用。     

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。     

三七总皂甙和维甲酸联合诱导大鼠MSCs分化为神经元样细胞

目的： 体外探讨三七总皂甙、维甲酸对大鼠骨髓间质干细胞（MSCs）分化为神经元样细胞的影响。 方法： 以三七总皂甙和维甲酸为诱导条件诱导大鼠MSCs分化，免疫细胞化学检测分化细胞的神经元特异性烯醇化酶（NSE）、胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、乙酰胆碱酯酶（AchE）、γ-氨基丁酸（GABA）、酪氨酸羟化酶（TH）的表达情况。 结果： 免疫细胞化学显示MSCs诱导后具有神经细胞的形态， NSE、AchE、GABA、TH有阳性表达，GFAP表达为阴性。 结论： 三七总皂甙和维甲酸联合应用对大鼠骨髓间质干细胞分化为神经元样细胞及在提高其分化率中起着重要作用。     

Edaravone-induced differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells into neuron-like cells in vitro

目的 采用密度梯度离心和差速贴壁法体外分离、培养、纯化及鉴定成年Wistar大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs),利用碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和依达拉奉联合诱导MSCs定向分化为神经元样细胞. 方法 选用1月龄健康雄性Wistar大鼠,采用Percoll分离液密度梯度离心法获取骨髓中的MSCs,通过差速贴壁法反复传代培养、纯化,取第3代细胞采用流式细胞术、免疫细胞化学等方法检测MSCs的纯度,利用bFGF联合依达拉奉诱导MSCs向神经元样细胞分化,并通过扫描电镜、免疫细胞化学等对诱导后的细胞进行鉴定. 结果 第3代MSCs经免疫细胞化学及流式细胞仪等检测,间充质干细胞特异性的标记物CD44表达阳性,不表达造血干细胞及白细胞的特异性标记物CD34、CD45,MSCs纯度高达95.5％.诱导分化后扫描电镜检测可观察到典型的神经元样细胞结构;免疫细胞化学检测发现,细胞表达神经元特异性烯醇化酶( NSE),不表达胶质纤维酸性蛋白(GFAP),Nestin的表达随着细胞成熟而减弱. 结论 密度梯度离心和差速贴壁法可获得高纯度的MSCs;依达拉奉能高效地定向诱导MSCs分化为神经元样细胞.     

天然脑活素定向诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化的实验研究

目的： 探讨天然脑活素（NC）诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)向神经元样细胞分化的作用。方法: 取6-8周龄SD大鼠,无菌获取胫骨和股骨骨髓,全骨髓贴壁筛选法分离培养并纯化大鼠MSCs,应用天然脑活素诱导MSCs向神经元分化。倒置相差显微镜追踪比较观察分化过程中细胞形态的变化,免疫细胞化学和逆转录-聚合酶链反应 (RT-PCR)方法检测神经元特异性标志物：巢蛋白（nestin）、神经元特异性烯醇化酶(NSE) 、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达情况。免疫细胞化学检测细胞微管相关蛋白-2(MAP-2)的表达。结果：经全骨髓贴壁筛选法获得了纯度较高（90%以上）的大鼠MSCs,天然脑活素含药血清诱导分化后的细胞呈现双极、多极和锥形的典型神经元细胞的形态,分别从mRNA和蛋白水平上证实诱导分化后的细胞表达神经元标记物NSE和nestin,不表达神经胶质细胞标记物GFAP。诱导分化后细胞MAP-2的表达明显。结论：天然脑活素可诱导MSCs向神经元样细胞的定向分化。     

骨髓间充质干细胞分化神经元后多巴胺D2受体的表达

目的:检测骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)分化为神经元后多巴胺D2受体(dopamine receptor D2,DRD2)的表达,探讨体外分化神经元的基本功能。方法:采用密度梯度离心法和贴壁培养的方法分离纯化MSCs,流式细胞仪检测MSCs表面标志,DMSO/BHA/FSK作为诱导剂来诱导分化;硝酸银染色法检测神经纤维丝,RT-PCR和免疫细胞化学法检测NSE、DRD2 mRNA及蛋白的表达情况。结果:分离纯化的MSCs经流式细胞仪检测显示CD34、CD45表达阴性;间充质干细胞相对特异性标志CD44强阳性表达;加入诱导剂后,MSCs形成多极神经元的形态。银染色法显示神经纤维丝阳性表达,RT-PCR显示诱导后细胞表达NSE、DRD2 mRNA,免疫组化显示NSE、DRD2蛋白表达阳性。结论:MSCs分化为神经元后可以表达神经受体DRD2。     

脱细胞神经基质诱导大鼠骨髓间充质细胞向Schwann细胞分化的形态学研究

为探讨脱细胞神经基质移植物(ANA)体外诱导成年大鼠骨髓间充质细胞(BMSCs)向Schwann细胞分化的可行性,本实验将分离的大鼠BMSCs进行体外培养扩增,行表型鉴定后,取第五代细胞,用ANA匀浆进行诱导。诱导后观察细胞的形态变化,免疫细胞化学染色和流式细胞术分别检测细胞中S-100、神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达情况;RT-PCR检测诱导前后细胞的GFAP及S-100的变化;MTT测定不同诱导剂浓度诱导后的细胞活性。结果显示:BMSCs表型鉴定为CD44+、CD54+、CD34-,免疫细胞化学染色GFAP、S-100阳性细胞比例在诱导后分别为(64±5)%、(42±4)%;流式细胞仪检测和RT-PCR反应均显示GFAP、S-100的表达诱导组较对照组有所升高;MTT检测表明诱导剂浓度为1.0mg/ml时诱导后有活性细胞的数目最多。上述结果提示ANA可诱导成年大鼠骨髓间充质细胞分化为Schwann细胞。     

慢病毒介导的降钙素基因相关肽转染对大鼠骨髓间充质干细胞内皮分化的影响

 目的：研究慢病毒介导的降钙素基因相关肽（calcitonin gene-related peptide,CGRP）基因转染对大鼠骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）内皮分化功能的影响。方法：用密度梯度离心结合贴壁法培养大鼠骨髓MSCs,携带CGRP的慢病毒载体转染MSCs,未转染MSCs作为对照,应用ELISA法检测CGRP蛋白表达;实验分为转染Lenti-CGRP的MSCs（CGRP）组、转染Lenti-CGRP的MSCs+CGRP受体拮抗剂（CGRP8-37）组（CGRP +CGRP8-37）及未经转染的对照组。应用免疫细胞化学检测细胞CD31和Ⅷ因子相关抗原的表达以鉴定其分化能力;细胞计数法观察转染CGRP后MSCs增殖的影响;Matrigel实验观察转染CGRP对MSCs形成管腔样结构能力的影响。结果：MSCs转染CGRP基因经诱导分化后的CD31和Ⅷ因子相关抗原阳性细胞数量增多,与对照组相比有显著差异(P<0.05);转染CGRP组细胞数量增长较快,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05);Matrigel实验显示转染CGRP组细胞微血管新生明显,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。而CGRP+CGRP8-37组上述作用明显被抑制。结论: 转染CGRP基因能促进MSCs向内皮分化,并能促进内皮细胞增殖,在一定的条件下,可促进微血管新生。     

骨髓间充质干细胞对成年大鼠视网膜节细胞再生的影响

目的：探讨骨髓间充质干细胞(MSCs)对受损成年大鼠视网膜节细胞(RGCs)轴突再生的影响。方法：切断大鼠视神经,缝接自体坐骨神经(AG)。动物分对照组、AG MSCs组、AG MSCs tPNS(三七总皂苷)组。各组动物存活3、4周,用粒蓝逆行标记再生的RGCs,荧光镜下观察视网膜平铺片中再生RGCs的数量变化。免疫组化检测MSCs在玻璃体内的分化。结果：动物存活3、4周,再生的RGCs数目实验组与对照组有显著性差异。AG MSC组和AG MSCs tPNS组,存活的细胞表达Vimentin、NF和GFAP,Laminin无表达。结论：玻璃体植入MSCs可促进受损伤的视网膜节细胞轴突再生。     

Forskolin上调MN9D细胞Nurr1的表达及Nurr1过表达对酪氨酸羟化酶的影响

目的寻找能激活MN9D细胞内源性孤儿核受体（Nurr1）表达的信号分子,研究Nurr1表达增高对酪氨酸羟化酶（TH）表达的影响,探讨激活Nurr1表达的信号机制。方法用蛋白激酶A激动剂Forskolin或蛋白激酶C激动剂PMA作用于MN9D细胞,用免疫荧光细胞化学及Westernblot方法检测MN9D细胞内源性Nurr1表达的变化,以及Nurr1表达增加对TH表达的影响。利用PKA信号转导通路的特异性抑制剂H89探讨激活Nurr1表达的信号机制。结果1．从加入Forskolin1h起,直至6h,MN9D细胞Nurr1表达比未加Forskolin组明显增加（P〈0．05）;Forskolin主要增加MN9D细胞核内Nurr1含量,而细胞浆内Nurr1含量变化不明显;Forskolin作用后MN9D细胞TH表达无明显变化。2．用蛋白激酶A的特异性抑制剂H89预处理后,Forskolin仍具有增加Nurrl表达的作用。结论Forskolin可增加MN9D细胞内源性Nurr1表达及核转位,单纯Nurr1表达及核转位增加不影响MN9D细胞TH的表达,TH表达的激活可能还需要其他特殊的细胞（或神经元）环境或共激活因子的共同作用。Forskolin增加MN9D细胞内源性Nurr1表达及核转位的作用不是主要通过激活PKA信号转导通路完成的。     

重组质粒pcDNA3-β-NGF的构建及其转染小鼠骨髓间充质干细胞生物学活性的研究*

 目的：构建人神经生长因子β亚基(β-NGF)真核表达载体,转染荧光小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)并研究其生物学活性。方法：全骨髓贴壁培养法分离、培养和纯化荧光小鼠MSCs,构建真核表达载体pcDNA3-β-NGF,并转染MSCs;免疫组织化学染色检测β-NGF的表达,观察β-NGF阳性的MSCs对小鼠海马神经元生长的作用。结果：荧光小鼠MSCs可发出明亮的绿色荧光,且荧光不随培养时间延长和传代次数增加而衰减。重组质粒pcDNA3-β-NGF转染MSCs后β-NGF阳性率为(37.12±2.14)%,高于MSCs组［(2.36±0.62)%］和空白对照组［(1.43±0.76)%］,差异有统计学意义(P<0.05)。pcDNA3-β-NGF转染MSCs上清液培养的新生小鼠海马神经元的突起长度［(31±3)μm］较pcDNA3转染MSCs组［(23±4)μm］明显增加,差异有统计学意义(P<0.05),表明β-NGF基因转染MSCs培养上清液中的产物能促进小鼠海马神经元的突起生长,具有明显的生物学活性。结论：成功构建了pcDNA3-β-NGF真核表达载体,其转染的荧光小鼠MSCs能正确、稳定表达和分泌有生物学活性的β-NGF。     

慢病毒介导核受体相关因子1基因修饰骨髓间充质干细胞移植治疗帕金森病模型大鼠

目的探讨慢病毒介导核受体相关因子1(Nurrl)基因修饰骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植至帕金森病(PD)模型大鼠纹状体后对PD大鼠的治疗作用。方法采用神经毒素6-羟多巴胺(6-OHDA)纹状体注射成功制备PD大鼠模型18只,将携带绿色荧光的慢病毒GV287-Nurr1感染大鼠BMSCs,然后随机移植入6只PD模型大鼠的纹状体内(实验组),设生理盐水组(假移植组)6只及感染空慢病毒GV287的BMSCs组(对照组)6只;术后第1、2、4周观察大鼠的行为改善情况;免疫组织化学染色法检测纹状体及黑质中Nurrl和酪氨酸羟化酶(TH)蛋白的表达变化;RT-PCR法检测黑质Nurrl mRNA和TH mRNA的表达变化。结果慢病毒感染后的BMSCs及上清中均检测到Nurr1蛋白;对照组与实验组大鼠在移植后第1、2、4周的旋转行为较假移植组均有所改善,且实验组比对照组改善更明显;实验组纹状体Nurr1阳性细胞有效存活并沿胼胝体向皮质及对侧脑组织迁移;实验组纹状体及黑质损毁侧Nurrl和TH蛋白及mRNA的表达较假移植组和对照组明显增高,差异均有统计学意义(P0.05)。结论慢病毒介导Nurr1基因修饰大鼠BMSCs移植治疗PD大鼠,能有效地改善PD模型大鼠的行为学症状,增加大鼠脑内纹状体和黑质区Nurr1和TH的表达。     

Caveolin-1在大鼠骨髓间质干细胞分化为神经细胞中的作用

目的:探讨caveolin-1在骨髓间质干细胞(MSCs)分化为神经细胞中的作用。方法:实验分为未转染组、转染组(转染Rn-caveolin-1-siRNA)、阳性对照组(转染Rn-MAPK-1control siRNA)及阴性对照组(转染negative control siRNA)4组。采用β-巯基乙醇诱导大鼠MSCs分化为神经细胞。倒置荧光显微镜下观察MSCs转染后荧光表达情况;RT-PCR检测caveolin-1和促分裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)mRNA的表达变化;免疫细胞化学法检测caveolin-1、神经元烯醇化酶(NSE)、神经微丝亚单位(NF-M)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达变化;MTT方法检测细胞存活率。结果:(1)siRNA转染72h,MSCs荧光表达最强,转染率可达(81.5±2.8)%;而且转染组MSCs的caveolin-1mRNA转录下降(P0.05);MTT提示转染组细胞存活率无显著变化(P0.05)。(2)β-巯基乙醇可以诱导MSCs向神经细胞分化,其中以转染组诱导效果最佳,NSE、NF-M的表达率显著高于其它各组(P0.01)。(3)随诱导时间延长,各组caveolin-1表达持续增加,诱导6d达到峰值,与诱导前、诱导6h相比有显著差异(P0.05)。此外,转染组与其它各组同时点的caveolin-1表达均显著降低(P0.01)。结论:以caveolin-1为标记蛋白的脂筏在MSCs诱导分化为神经细胞中可能起到重要的调控作用。     

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.     

罗格列酮预处理对凝血酶激活的小胶质细胞PPARγ、Nrf2及HO-1表达的影响

 目的: 采用凝血酶激活新生大鼠神经胶质细胞,观察罗格列酮预处理对小胶质细胞过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPARγ)、核因子E2相关因子2(Nrf-2)及血红素加氧酶-1(HO-1)表达的影响。方法: 用新生SD大鼠的脑组织,体外培养原代小胶质细胞14 d左右分离收集细胞,分为:正常对照组、凝血酶刺激组、罗格列酮干预组(罗格列酮+凝血酶组)和维甲酸干预组(维甲酸+凝血酶组)进行实验。分别采用免疫组化染色、real-time PCR和Western blot检测PPARγ、Nrf2和HO-1的表达并进行统计分析。结果: 免疫组化染色显示,与对照组比较,刺激组、罗格列酮+凝血酶组及维甲酸+凝血酶组的PPARγ、Nrf2和HO-1染色细胞数均增多。Real-time PCR结果显示罗格列酮+凝血酶组PPARγ、Nrf2及HO-1的mRNA表达均显著高于刺激组、对照组及维甲酸+凝血酶组(P<0.01),维甲酸+凝血酶组Nrf2及HO-1的mRNA表达均较刺激组和罗格列酮+凝血酶组降低(P<0.01)。Western blot结果显示,罗格列酮+凝血酶组PPARγ、Nrf2及HO-1的蛋白表达也明显高于刺激组、对照组及维甲酸+凝血酶组(P<0.01),维甲酸+凝血酶组Nrf2及HO-1的蛋白表达均较刺激组和罗格列酮+凝血酶组降低(P<0.01)。结论: 罗格列酮预处理后可增加凝血酶激活的小胶质细胞PPARγ、Nrf2及HO-1的表达,通过维甲酸预处理抑制Nrf2的表达后,其下游基因HO-1表达也受影响,说明PPARγ抗氧化作用可能是通过Nrf2调控下游基因实现的。