胚胎大鼠脊髓神经干细胞体外培养和分化的研究

目的探讨脊髓源性神经干细胞的培养方法和体外分化特性. 方法从孕龄15天的胚胎大鼠脊髓组织中分离获得神经干细胞,采用含表皮生长因子及碱性成纤维细胞生长因子的无血清限定性培养基培养并进行干细胞体外分化,细胞免疫荧光化学方法鉴定分化结果. 结果胚胎脊髓中可分离得到大量的神经干细胞,培养10天左右可获得干细胞球;用细胞免疫荧光化学法鉴定干细胞分化,可见其中含有神经元和星形胶质细胞. 结论无血清限定性培养基是脊髓源性神经干细胞的良好培养基;脊髓源性神经干细胞体外可诱导分化为神经元和神经胶质细胞.     

成年大鼠压迫性脊髓损伤后损伤区神经干细胞的分离培养实验研究

目的 研究脊髓损伤后损伤反应性巢蛋白(nestin)和胶质酸性纤维蛋白(glial fibrillary acid protein, GFAP)阳性共存(nestin+/GFAP+)细胞的分裂、增殖和分化能力,以探讨其是否具有神经干细胞(neural stem cells,NSCs)特性. 方法 8周龄雄性SD大鼠12只,体重200～250 g,随机分为正常对照组和模型组(n=6).模型组利用动脉瘤夹压迫法建立成年大鼠脊髓损伤动物模型,正常对照组不作任何处理.造模后5 d,两组分别取大鼠Ts脊髓节段,分离中央管周围室管膜区以外的脊髓灰质和白质,制成单细胞悬液,用无血清NSCs培养基进行培养,并用含血清NSCs培养基进行诱导分化,利用免疫荧光化学和流式细胞仪观察细胞类型及分裂、分化、增殖能力. 结果 模型组培养后3～7 d,单细胞悬液中有大量高度表达的nestin+/GFAP+共存细胞,细胞计数为5.15±0.71;对照组为1.12±0.38;两组比较差异有统计学意义(P<0.01).细胞周期结果 示,模型组S期细胞比例(15.49%±3.04%)及增殖指数(15.88%±2.56%)均明显高于对照组(5.84%±0.28%,6.47%±0.61%),两组比较差异有统计学意义(P<0.01).模型组原代细胞逐渐形成边缘光滑、中心膨隆有立体感的小克隆球,nestin免疫荧光染色呈强阳性,多次传代后获得大量细胞克隆球.对照组单细胞悬液原代及传代培养均未见明显克隆球生长.免疫染色结果 示模型组克隆球诱导分化约5 d,细胞球中含有大量半乳糖脑苷脂(galactocerebroside,GaLC)-nestin免疫染色阳性细胞;5～7 d,大量β-微管蛋白Ⅲ(β-tubulin Ⅲ)-nestin和GFAP免疫染色阳性细胞;7～14 d出现GaLC阳性少突胶质细胞、β-tubulin Ⅲ神经元和GFAP染色阳性的胞体及细胞突起. 结论 成年大鼠压迫性脊髓损伤后,剔除中央管周围室管膜区脊髓白质与灰质分离而得的nestin+/GFAP+细胞,具有自我更新能力和多分化潜能,是中枢神经系统的NSCs.     

神经干细胞与脊髓损伤修复实验研究进展

脊髓损伤治疗仍是一个世界性的难题,临床常用的药物治疗、手术减压等效果均不够理想.近年来神经干细胞的发现及成功分离培养,使人们看到了治疗中枢神经系统损伤的新希望.神经干细胞修复脊髓损伤的动物实验研究主要集中在两个方面,一是神经干细胞的直接移植,但是许多实验结果显示移植的神经干细胞很少转化为神经元和少突胶质细胞,大部分转化为星形胶质细胞,其主要与损伤部位的微环境有关;二是携带有外源基因的神经干细胞转基因治疗,由于所携带的外源基因具有部分调控损伤部位微环境的神经因子,提高了神经干细胞向神经元和少突胶质细胞分化的能力,成为近年来实验研究的热点.该文就神经干细胞与脊髓损伤修复的近年实验研究及其发展动态作一综述.     

大鼠胚胎脊髓神经干细胞的分离培养及其向神经细胞的诱导分化

目的 分离培养大鼠胚胎脊髓神经干细胞（SNSCs），研究其体外增殖分化的特点，模拟大鼠胚胎时期脊髓发育的微环境诱导SNSCs向神经细胞定向分化。方法显微机械分离孕10～11d胚胎大鼠脊髓神经干细胞，无血清悬浮培养，以复合添加剂N4定向诱导分化，并拍照记录不同时期细胞分化的形态；用不同荧光剂进行细胞免疫荧光染色，并计算阳性细胞的平均分化比例。结果 显微机械分离SNSCs方法，所分离的SNSCs具有较高的增殖能力，经复合添加剂N4诱导可以分化为神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞。结论采用显微机械分离SNSCs方法简单、效率高，N4添加剂可以高效诱导SNSCs分化为神经细胞，且分化的细胞中神经元比例高。     

神经干细胞和施万细胞共移植治疗大鼠脊髓损伤

目的 观察神经干细胞和和施万细胞共移植治疗脊髓损伤的可行性。方法 体外培养胚胎脊髓源神经干细胞和施万细胞，将两种细胞共同移植到大鼠脊髓损伤部位，免疫组织化学染色鉴定神经干细胞在脊髓内的分化情况并观察记录大鼠行为学功能的恢复程度。结果 神经干细胞体外培养血清诱导分化可见大量具有少突胶质细胞特征的分化细胞，与施万细胞共培养则可促进神经干细胞向神经元方向分化。两种细胞共移植至脊髓损伤部位后，施万细胞可以促进神经干细胞的分化和成熟；共移植可以促进脊髓功能的恢复。结论 神经干细胞在体内和体外都具有多向分化能力，且其分化方向和成熟程度可以被多种环境因子所调控。神经干细胞和施万细胞共移植可以促进脊髓功能恢复。     

自组装peptide胶对神经干细胞在大鼠急性损伤脊髓中细胞分化的影响

目的 观察自组装peptide胶对神经干细胞(NSCs)在大鼠急性期损伤脊髓中的细胞分化的影响.方法 分离、培养和鉴定大鼠NSCs与自组装peptide胶共培养;SD大鼠25只采用NYU-Ⅱ型脊髓打击器制作T10脊髓损伤模型;急性期于损伤脊髓区分别行注射移植,其中联合细胞移植组(n=10)、单纯细胞移植组(n=10)及对照组(n=5).术后第2、4、8周取损伤部位脊髓,免疫组织化学染色检测移植细胞的分化.结果 成功建立大鼠NSCs的体外培养体系;移植的NSCs在大鼠脊髓内存活超过8周,单纯移植组、细胞分化比例较低,分化的NSCs主要为表达胶质纤维酸性蛋白(GFAP)抗原细胞,未见NSCs分化为表达微管相关蛋白(MAP2)标志抗原细胞;联合移植组,细胞分化比例较高;NSCs可分化为表达MAP2、Oligo、GFAP标志抗原细胞.结论 自组装peptide胶能够提高神经干细胞在大鼠急性期损伤脊髓中的分化比率,并有部分细胞可分化为表达神经元特异抗原的细胞.     

人胚胎神经干细胞延迟移植对脊髓损伤大鼠运动功能的影响及其机制

目的:初步探讨人胚胎神经干细胞(human fetal neural stem cells,hfNSCs)延迟移植对脊髓损伤大鼠运动功能的影响及其机制。方法:体外分离、培养和鉴定hfNSCs,选取200~250g的Wistar大鼠28只建立T9~T11节段脊髓挫伤模型,损伤后第9天取20只BBB评分为4~5分的大鼠随机分为对照组及移植组(每组10只),同时在T10水平脊髓中线两侧1.5mm处分别给予2μl不含hfNSCs的杜氏磷酸缓冲液(DPBS)及2μl含有105个体外培养第2代hfNSCs的DPBS,细胞移植后第7、14、28、42、56天用BBB评分评价两组后肢运动功能,移植后第28天及第56天用免疫组织化学法检测移植组大鼠损伤脊髓局部神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、微管相关蛋白2(MAP2)和2′,3′-环腺苷酸-3′-磷酸二酯酶(CNPase)的表达情况,以评价大鼠损伤脊髓局部hfNSCs的存活及分化情况。移植后第56天髓磷脂碱性蛋白(MBP)染色及透射电子显微镜扫描观察移植组与对照组损伤局部髓鞘形成情况。结果:体外培养的hfNSCs表达Nestin,并可分化为星形胶质细胞[(61.2±1.6)%]、神经元[(27.6±3.4)%]及少突胶质细胞[(6.0±5.5)%]。移植前及移植后第7、14天两组BBB评分比较无统计学差异(P>0.05),移植组在移植后第28、42、56天评分(分别为8.30±1.07分,11.30±1.05分,15.10±1.12分)较对照组(分别为7.00±0.98分,8.30±1.02分,9.10±0.96分)明显提高(P<0.05)。在移植后第28天hfNSCs可分化为GFAP阳性的星形胶质细胞、MAP2阳性的神经元和CNPase阳性的少突胶质细胞,在移植后第56天hfNSCs仍在损伤局部存活并可分化为星形胶质细胞和少突胶质细胞,但未见神经元分化;移植后第56天星形胶质细胞的积分光密度(IOD)值(1502.31±131.92)大于移植后第28天(628.98±119.31)(P<0.05),而少突胶质细胞在移植后第28天及第56天的变化无统计学差异。移植后第56天MBP染色证实人源性少突胶质细胞参与损伤区髓鞘的形成,透射电子显微镜扫描结果显示移植组有完整和连续的髓鞘形成,对照组髓鞘呈断裂及畸形表现。结论:hfNSCs延迟移植可促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复,其机制可能与促进损伤局部髓鞘的形成有关。     

大鼠脊髓横断性损伤后细胞周期蛋白D3的表达变化

目的 探讨细胞周期蛋白D3（Cyclin D3）在横断性脊髓损伤（tSCI）后的表达变化以及定位情况。方法 将48只成年SD大鼠随机分为8组：正常对照组，T9横断伤2、8h、1、3、5、7和14d组，每组6只。采用Western blot测定损伤后各时间段Cyclin D3蛋白水平在脊髓中的表达变化。采用免疫组织化学方法检测Cyclin D3在正常以及损伤后脊髓中的分布和定位。结果 West—emblot显示，Cyclin D3蛋白水平在tSCI后头、尾段均呈现先升高后下降的趋势，尾段明显：Cyclin D3的表达于损伤后8h开始逐渐升高，3d达到高峰，一直持续到第5天，之后逐渐下降。免疫组织化学表明Cyclin D3在正常脊髓中均匀分布，损伤后3d，Cyclin D3在脊髓白质和灰质中表达明显增强；免疫荧光双标记表明Cyclin D3与神经元的标记物neuronal nucleus（NeuN）、少突胶质细胞标记物cyclic nucleotide 3’phosphohydrolase（CNPase）有明显共定位，与星形胶质细胞标记物gtial fibrillary acidic protein（GFAP）和小胶质细胞标记物OX-42也存在部分共定位。结论脊髓损伤后Cyc—lin D3蛋白水平呈现明显的时相变化，并且与神经元、少突胶质细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞存在共定位，提示Cyclin D3参与了脊髓损伤后的病理生理过程。     

少突胶质细胞在脊髓损伤中的病理反应和作用

长期以来的研究认为少突胶质细胞的主要功能是形成中枢神经系统轴突髓鞘、营养和保护轴突,但近年研究发现少突胶质细胞尚有为中枢神经系统提供多种神经营养因子和生长因子、表达轴突生长抑制因子等作用,从而调节神经元、星形胶质细胞,甚至少突胶质细胞本身的生长、发育和存活.少突胶质细胞的凋亡、再生、髓鞘化和形成胶质瘢痕等反应在脊髓损伤继发性病理过程中扮演极其重要的角色,针对少突胶质细胞这一角色制定继发性脊髓损伤治疗新策略,有望成为解决这一医学难题的新切入点.该文就少突胶质细胞的生物学功能及其在脊髓损伤后的反应的研究进展作一综述.     

Ephrin-B1在大鼠脊髓损伤的表达

[目的]探讨红细胞生成素诱导肝癌细胞株配体-B1 (Ephrin-B1)在大鼠脊髓损伤的表达变化.[方法]将60只成年Wistar大鼠分正常组、假手术组、伤后3、7、14 d及28 d组.假手术组大鼠不损伤脊髓,损伤组大鼠采用Allen's氏打击法损伤T10脊髓.分别在各个时间点取材,免疫荧光和Western Blot检测Ephrin-B1蛋白表达情况.[结果]免疫荧光结果显示Ephrin-B1在正常、假手术和损伤脊髓的灰质和白质中均有表达,但在损伤脊髓组织中表达较高,脊髓组织中的星形胶质细胞表达Ephrin-B1.Western Blot显示损伤组比对照组Ephrin-B1蛋白含量显著增加(P＜0.01),从伤后3d开始持续到伤后28 d;伤后14 d蛋白含量达到高峰,明显高于对照组及伤后其他组(P＜0.01);伤后28 d蛋白含量较14 d减少(P＜0.01),与伤后7d相比无显著性差异(P＞0.05).[结论]Ephrin-B1在大鼠脊髓损伤后表达升高,伤后14d表达升高显著,表达于脊髓的星形胶质细胞.     

Repair of acutely injured spinal cord through constructing tissue-engineered neural complex in adult rats

Objective： To construct tissue-engineered neural complex in vitro and study its effect in repairing acutely injured spinal cord in adult rats. Methods： Neural stem cells were harvested from the spinal cord of embryo rats and propagated in vitro. Then the neural stem cells were seeded into polygiycolic acid scaffolds and co-cultured with extract of embryonic spinal cord in vitro. ce histochemistry and scanning electron microscope were used to observe the microstructure of this complex. Animal model of spine semi-transection was made and tissue-engineered neural complex was implanted by surgical intervention. Six weeks after transplantation, functional evaluation and histochemistry were applied to evaluate the functional recovery and anatomic reconstruction. Results： The tissue-engineered neural complex had a distinct structure, which contained neonatal neurons, oligodendrocytes and astrocytes. After tissue-engineered neural complex was implanted into the injured spinal cord, the cell components such as neurons, astrocytes and oligodendrocytes, could survive and keep on developing. The adult rats suffering from spinal cord injury got an obvious neurological recovery in motor skills. Conclusions： The tissue-engineered neural complex appears to have therapeutic effects on the functional recovery and anatomic reconstruction of the adult rats with spinal cord injury.     

神经干细胞移植对大鼠脊髓半切空洞损伤的修复作用

[目的] 观察神经干细胞移植后对大鼠损伤脊髓形态和功能的修复作用。[方法] 30只Wistar大鼠，分为半切洞损伤组、D-Hanks液对照组和神经干细胞移植治疗组。4、8周后取损伤部位脊髓组织进行HE、Nissl、Holmes银染观察神经纤维和神经细胞的再生情况。同时在伤后1、4、8周进行伤侧下肢MEP和SEP检测，了解感觉和运动功能的恢复情况。[结果] （1）治疗组4周后，分化的细胞基本闭合空洞，形成一空腔。8周时，在损伤处可见大量星形胶质细胞，及少数长出突起、存活的神经元，而且移植物与宿主之间在形态上形成纤维联系；（2）术后1周各组运动诱发电位和感觉诱发电位峰潜时明显延长，无显著差异性，手术后4、8周，C组的峰潜时较A、B组明显缩短，有显著的差异性（P〈0．01）。[结论] 神经干细胞移植到损伤脊髓组织后，能够存活、分化并从结构和功能上较好地修复组织缺损区域。     

Neurogenesin-1基因促进脊髓损伤后功能修复的实验研究

目的 探讨Neurogenesin-1(Ng1)基因对脊髓损伤后功能恢复的影响.方法 将36只大鼠随机分为实验组和对照组,每组18只.采用改良Allen法制备大鼠胸10脊髓损伤模型后,通过Alzet微泵分别向实验组和对照组持续转染入Ng1重组质粒和空白质粒.术后各时间点BBB评分系统监测大鼠运动功能恢复情况,并于术后第2周和第4周时分别取材,应用神经细胞特异性免疫荧光双标染色和组织学观察Ng1基因对内源性神经干细胞分化的影响以及脊髓组织病理变化情况.结果 自损伤后1周起实验组大鼠的BBB评分明显高于对照组.组织学观察实验组脊髓形态恢复较好逐渐趋于正常.实验组脊髓组织中新分化的神经元细胞数较对照组明显增多,同时新分化的星型胶质细胞数显著减少.结论 Ng1基因能够诱导脊髓损伤后内源性神经干细胞分化为神经元,促进脊髓运动功能的修复.     

Neurogenesin-1基因促进脊髓损伤后功能修复的实验研究

目的 探讨Neurogenesin-1(Ng1)基因对脊髓损伤后功能恢复的影响.方法 将36只大鼠随机分为实验组和对照组,每组18只.采用改良Allen法制备大鼠胸10脊髓损伤模型后,通过Alzet微泵分别向实验组和对照组持续转染入Ng1重组质粒和空白质粒.术后各时间点BBB评分系统监测大鼠运动功能恢复情况,并于术后第2周和第4周时分别取材,应用神经细胞特异性免疫荧光双标染色和组织学观察Ng1基因对内源性神经干细胞分化的影响以及脊髓组织病理变化情况.结果 自损伤后1周起实验组大鼠的BBB评分明显高于对照组.组织学观察实验组脊髓形态恢复较好逐渐趋于正常.实验组脊髓组织中新分化的神经元细胞数较对照组明显增多,同时新分化的星型胶质细胞数显著减少.结论 Ng1基因能够诱导脊髓损伤后内源性神经干细胞分化为神经元,促进脊髓运动功能的修复.     

人胚神经干细胞移植治疗大鼠脊髓损伤

目的 探讨人胚神经干细胞（hNSC）移植治疗脊髓损伤（SCI）的可行性。方法 分离、培养和鉴定hNSC；用5溴-2脱氧尿苷嘧啶（BrdU）标记hNSC，并将其移植到14只T10半横断的Wistar大鼠损伤脊髓内（另外14只T10半横断损伤的大鼠作为对照组，仅损伤脊髓内注射DMEM／F12培养液），用BrdU的FITC免疫荧光染色检测移植细胞的存活和迁徙，用NF-200、GFAP免疫组织化学鉴定移植细胞的分化，BBB评分评定大鼠功能恢复情况。结果 （1）获得了大量的hNSC；（2）用免疫组织化学可以检测到移植的hNSC能在体内长时间存活（达2个月）并向远处迁徙，并分化为神经元和胶质细胞；（3）检测到实验组大鼠BBB得分明显高于对照组大鼠（P〈0．01），在SCI后第10周时实验组和对照组BBB得分最大差距达到2．1分。结论 hNSC移植能促进SCI大鼠后肢功能恢复，它是SCI移植治疗较有价值的细胞资源。     

Glial implications in transplantation therapy of spinal cord injury

Spinal cord injuries are damages that result in complete or partial loss of sensation and/or mobility and affect the life qualities of many patients. Their pathophysiology in-cludes primary and secondary processes, which are related with the activation of astrocytes and microgliacytes and the degeneration of oligodendrocytes. Although transplan-tation of embryonic stem cells or neural progenitor cells is an attractive strategy for repair of the injured central ner-vous system (CNS), transplantation of these cells alone for acute spinal cord injuries has not resulted in robust axon regeneration beyond the injury sites. This may be due to the progenitor cells differentiating to the cell types that sup-port axon growth poorly and/or their inability to modify the inhibitory environment of adult CNS after injury. Recent studies indicate that transplantation of glial progenitor cells has exhibited beneficial effects on the recovery and promis-ing future for the therapy strategy of spinal cord injury. In this review, we summarized the data from recent literature regarding glial implications in transplantation therapy of spinal cord injury.     

人胚胎神经干细胞移植治疗大鼠脊髓完全横断损伤

目的：探讨利用人胚胎神经干细胞（hNSC）移植治疗大鼠脊髓完全横断损伤的效果.方法：分离、培养和鉴定hNSC.将培养的hNSC植入脊髓完全横断的Wistar大鼠损伤局部,并设DMEM-F12培养液注射组（对照组）.移植术后第1、2、4、6、8、10周对两组大鼠进行BBB运动功能评分,观察脊髓功能恢复情况;并取损伤处脊髓组织行免疫组织化学染色,了解双苯亚甲胺（Hoechst）标记的移植细胞在体内存活和分化情况.结果：体外细胞培养可获得大量hNSC;细胞移植4周后,实验组的BBB运动功能评分较对照组明显提高（P＜0.01）;第4周、第10周免疫组化结果示移植的hNSC在损伤脊髓内存活、分化形成神经元和神经胶质细胞,并向损伤脊髓头尾两侧迁徙.结论：hNSC移植后仍保持其多向分化能力;hNSC移植可改善脊髓全横断损伤大鼠的运动功能.     

Axonal remyelination by cord blood stem cells after spinal cord injury

Human umbilical cord blood stem cells (hUCB) hold great promise for therapeutic repair after spinal cord injury (SCI). Here, we present our preliminary investigations on axonal remyelination of injured spinal cord by transplanted hUCB. Adult male rats were subjected to moderate SCI using NYU Impactor, and hUCB were grafted into the site of injury one week after SCI. Immunohistochemical data provides evidence of differentiation of hUCB into several neural phenotypes including neurons, oligodendrocytes and astrocytes. Ultrastructural analysis of axons reveals that hUCB form morphologically normal appearing myelin sheaths around axons in the injured areas of spinal cord. Colocalization studies prove that oligodendrocytes derived from hUCB secrete neurotrophic hormones neurotrophin-3 (NT3) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Cord blood stem cells aid in the synthesis of myelin basic protein (MBP) and proteolipid protein (PLP) of myelin in the injured areas, thereby facilitating the process of remyelination. Elevated levels of mRNA expression were observed for NT3, BDNF, MBP and PLP in hUCB-treated rats as revealed by fluorescent in situ hybridization (FISH) analysis. Recovery of hind limb locomotor function was also significantly enhanced in the hUCB-treated rats based on Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) scores assessed 14 days after transplantation. These findings demonstrate that hUCB, when transplanted into the spinal cord 7 days after weight-drop injury, survive for at least 2 weeks, differentiate into oligodendrocytes and neurons, and enable improved locomotor function. Therefore, hUCB facilitate functional recovery after moderate SCI and may prove to be a useful therapeutic strategy to repair the injured spinal cord.