人脐血间充质干细胞体外向神经元样细胞分化的实验研究

目的:探讨来源于人脐带血的间充质干细胞体外诱导分化成神经元样细胞的可行性。方法:采用密度梯度离心方法分离人脐带血单个核细胞,用MesenCult培养液体外扩增生长传代培养,于倒置显微镜下观察其生长特性。取第3代的脐血间充质干细胞,用10μg／L成纤维细胞生长因子和30μmol／L全反式维甲酸诱导培养的细胞向神经细胞分化。倒置相差显微镜观察细胞形态变化,于诱导前、诱导后5 d和10 d分别进行神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫细胞化学染色。结果:培养3代的脐血间充质干细胞经全反式维甲酸和成纤维细胞生长因子诱导后发生形态改变,呈双极或多极的神经元样形态,诱导5 d时神经元特异性烯醇化酶表达率为(30.3±5.2)％,而诱导10 d时达到(53．9±6.5)％,二者差异有统计学意义(P<0．05),不表达胶质纤维酸性蛋白。结论:脐血间充质干细胞经成纤维细胞生长因子和全反式维甲酸体外诱导,能够分化为神经元样细胞。     

预诱导与全反式维甲酸并脑源性神经营养因子体外诱导骨髓基质干细胞向神经元样细胞的分化

背景:骨髓基质干细胞可定向诱导分化为神经元样细胞,但目前培养的方法尚不统一.目的:采用预诱导与全反式维甲酸和脑源性神经营养因子为培养体系,拟在体外诱导大鼠骨髓基质干细胞向神经细胞分化.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2007-12/2008-06在新疆医科大学第一附属医院医学研究中心干细胞室完成.材料:清洁级雄性SD大鼠2只,由新疆医科大学动物试验中心提供.方法:采用贴壁法体外分离培养大鼠骨髓基质干细胞,经反复传代细胞逐渐纯化.取生长状态良好的第3代骨髓基质干细胞,按8×107L-1密度接种后,改换含10 μg/L碱性成纤维细胞生长因子、20 μg/L表皮生长因子的神经干细胞培养体系进行预诱导,48 h后去除预诱导液,加入含10 μg/L脑源性神经生长因子、1 μmol/L全反式维甲酸的神经干细胞培养体系定向诱导骨髓基质干细胞分化为神经细胞.以未诱导的骨髓基质干细胞作为对照.主要观察指标:流式细胞仪检测第3代骨髓基质干细胞表面标志的表达,诱导后免疫荧光染色和流式细胞仪检测巢蛋白阳性的表达,免疫荧光染色鉴定神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白的表达.结果:第3代骨髓基质干细胞CD29,CD44表达率分别为97.1%,99%,CD45表达率为0.5%,CD34呈阴性表达.预诱导48 h后巢蛋白阳性率为24%,而对照组仅为4.6%.诱导48 h后,巢蛋白染色呈阳性,并可见大量神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白阳性细胞出现;对照组均呈阴性表达.结论:神经干细胞培养体系联合全反式维甲酸与脑源性神经生长因子,可在体外高效、稳定地诱导骨髓基质干细胞转化为神经元样细胞,并进一步向神经元和神经胶质细胞方向分化.     

人脐血间充质干细胞向多巴胺能神经元分化的体外诱导

背景:细胞替代治疗帕金森病成为目前研究的一个热点,如何进行体外诱导获得足量的有效多巴胺能神经元是治疗该疾病的一种策略。目的:探讨人脐血间充质干细胞体外诱导分化为多巴胺能神经元的可行性。方法:将传至第5代人脐血间充质干细胞以5×106L-1接种,先用20μg/L表皮生长因子+20μg/L碱性成纤维细胞生长因子预诱导24h后,分为4组:对照组加入含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养液,不加任何诱导液;其余3组分别加入100μmol/L抗坏血酸,1μmol/L全反式维甲酸,50μg/L胶质细胞源性神经营养因子单独或联合进行诱导。结果与结论:各诱导组均表达酪氨酸羟化酶、多巴胺转运体、多巴胺受体D2 mRNA。诱导分化后的细胞能表达神经元、星形胶质细胞特异性抗原。与对照组相比,各诱导组巢蛋白、神经元特异性烯醇化酶、胶质纤维酸性蛋白、酪氨酸羟化酶、多巴胺转运体、多巴胺受体D2阳性细胞率均明显升高(P<0.05);且全反式维甲酸+胶质细胞源性神经营养因子组和3种物质联合诱导组升高幅度高于抗坏血酸组(P<0.05),3种物质联合诱导组升高幅度高于全反式维甲酸+胶质细胞源性神经营养因子组(P<0.05)。结果提示抗坏血酸,全反式维甲酸,胶质细胞源性神经营养因子单独或联合均能促进人脐血间充质干细胞向多巴胺能神经元分化,3种物质联合应用效果最高。     

骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞后电生理特性的改变

背景:目前体外实验对骨髓间充质干细胞来源的神经元样细胞的研究多集中于形态学层面和神经标志物方面,对分化后的电生理功能研究较少.目的:观察脑源性神经营养因子/碱性成纤维细胞生长因子/全反式维甲酸诱导Wistar大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞后电生理特性的变化.设计、时间及地点:细胞学体外培养,对比观察,于2005-06/2007-10在天津市环湖医院细胞室和南开大学生命科学院完成.材料:6周龄雄性Wistar大鼠3只,体质量160g左右.方法:贴壁培养法体外分离纯化间充质干细胞,用脑源性神经营养因子/碱性成纤维细胞生长因子/全反式维甲酸联合诱导间充质干细胞向神经元样细胞分化.诱导前和诱导3 d后分别用膜片钳技术检测细胞膜电流.主要观察指标:流式细胞仪检测间充质干细胞表型:倒置显微镜观察诱导分化前后细胞形态变化;免疫细胞化学鉴定神经元特异性烯醇化酶的表达,以及全细胞电流测定结果.结果:①流式细胞仪检测结果显示,CD90阳性率(99±3)%,CD31阳性率(3.4±0.8)%,CD34阳性率(0.3±0.1)%.说明这一细胞群大部分处于未分化的干细胞状态,其纯度可达95%.②光镜下可见未经诱导的间充质干细胞多为扁平形带突起的细胞,似纤维样细胞,诱导3 d后出现神经元样细胞.③免疫细胞化学结果显示,诱导前间充质干细胞的神经元特异性烯醇化酶呈弱阳性,诱导后呈强阳性.诱导72 h时分化率为(24.01±3.76)%.④诱导组神经元样细胞外向电流峰值及最大外向电流密度高于对照组(P＜0.05),但未发现内向钠电流.结论:脑源性神经营养因子/碱性成纤维细胞生长因子/全反式维甲酸诱导方法可以诱导间充质干细胞向神经元方向分化,虽未发现具有成熟神经元电生理功能,但有向成熟神经元分化的趋势.     

全反式视黄酸诱导兔骨髓间充质干细胞向神经细胞的分化

背景:目前,在骨髓间充质干细胞体外向神经细胞分化的实验中,较多采用抗氧化剂法和细胞因子法,但诱导效率低。目的:探讨全反式视黄酸在兔骨髓间充质干细胞向神经细胞分化中的作用。方法:体外分离培养兔骨髓间充质干细胞,取第4代骨髓间充质干细胞观察细胞形态,实验组用0.4μmol/L全反式视黄酸预诱导24h后,改用神经细胞培养基继续培养。神经细胞培养基培养4,8,16及24h,免疫组织化学检测巢蛋白、神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白的表达情况,采用RT-PCR的方法检测巢蛋白和神经元特异性烯醇化酶的表达水平。结果与结论:骨髓间充质干细胞经培养、传代后,细胞贴壁生长,呈长梭形。免疫组织化学检测结果显示:全反式视黄酸诱导组巢蛋白及神经元特异性烯醇化酶呈阳性,诱导后细胞的活力良好。RT-PCR结果显示全反式视黄酸诱导组巢蛋白在诱导前后均有表达,神经元特异性烯醇化酶在诱导后16h可见明显的扩增条带,24h后更加明显。提示全反式视黄酸能够在体外促进兔骨髓间充质干细胞向神经细胞分化。     

红景天苷体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞

背景：前期实验证明红景天苷能诱导骨髓间充质干细胞向神经元样细胞定向分化,但是具体的影响方式尚不清楚。目的：以骨髓间充质干细胞为研究对象,进一步探讨红景天苷诱导其向神经元样细胞定向分化的作用方式和分子机制。方法：选取第2代Wistar大鼠骨髓间充质干细胞,按照不同的诱导剂分为维甲酸诱导组、红景天苷诱导组和对照组,通过不同的时间点对细胞进行观察。结果与结论：两诱导组细胞不同时间点神经干细胞标志物巢蛋白、神经细胞分化相关的兔抗微管蛋白和神经微管相关蛋白2表达阳性率均高于对照组（P〈0.01）;神经胶质纤维酸性蛋白阳性率维甲酸组显著高于红景天苷组（P〈0.01）。RealTime-PCR结果显示,维甲酸和红景天苷诱导不同时间,两组细胞均有神经细胞相关基因神经元特异性烯醇化酶、神经微管相关蛋白2mRNA表达,与诱导时间有关且不完全相同,两组间神经胶质纤维酸性蛋白mRNA的高丰度出现于诱导早期;诱导后两组神经元特异性烯醇化酶蛋白的表达随时间延长显著增加,兔抗微管蛋白表达出现于诱导早期。说明红景天苷能促进骨髓间充质干细胞向神经细胞分化,其诱导效应与维甲酸相似,且向神经元样细胞定向分化方面优于维甲酸。     

胚胎源脊髓组织诱导骨髓间质干细胞向神经元样细胞的分化

背景:研究发现骨髓间质干细胞在体外专门的诱导体系中能产生类似神经元烯醇化酶克隆球样神经球结构,故骨髓间质干细胞成为中枢神经损伤修复种子细胞的热门候选。目的:观察体外分化体系诱导大鼠骨髓间质干细胞分化为神经元样细胞的情况。设计:观察性实验。单位:深圳市第二人民医院脊柱外科。材料:选用孕16d及2月龄的SD大鼠,由华中科大同济医学院动物中心提供。神经元烯醇化酶单抗、胶质纤维酸性蛋白多抗、神经中丝蛋白单抗均购自武汉博士德公司。方法:实验于2006-09在华中科技大学同济医学院基础医学部免疫室开放实验室及本院中心实验室完成。取大鼠下肢骨,离心分离鼠骨髓间质干细胞。提取孕16d大鼠胚胎脊髓组织匀浆,制备诱导液,诱导骨髓间质干细胞的分化。另取胚胎肌组织同法制备肌组织匀浆作对照。主要观察指标:对诱导后骨髓间质干细胞进行形态学观察及用抗神经元烯醇化酶、NF200、抗胶质纤维酸性蛋白分别标记神经元,星形胶质细胞。反应阳性诱导细胞免疫组化染色后光镜下随机数取10个非重叠视野进行观察,计算神经元烯醇化酶和神经中丝蛋白阳性细胞占总细胞数的比例。结果:①大鼠骨髓间质干细胞在诱导后细胞形态变化:诱导早期光镜下即见部分细胞胞体回缩,突起变长,变细;逐渐出现分化细胞突起生长,并相互交织,类似神经细胞,有的分支类似树突状分枝,对照组细胞形态变化不大。②诱导1周后,骨髓基质干细胞向神经元样细胞分化相关抗原表达情况:脊髓匀浆组多数细胞表现为神经元烯醇化酶和神经中丝蛋白阳性;少数细胞表达胶质纤维酸性蛋白,对照组无神经细胞抗体阳性染色出现。而对照组未见神经细胞抗原反应阳性。免疫组化发现分化细胞神经元烯醇化酶、神经中丝蛋白表达阳性率分别为(68±1.7)%,(76.2±2.9)%。结论:胚胎脊髓组织匀浆可诱导骨髓间质干细胞分化为神经元样细胞。     

人羊膜上皮细胞分泌神经营养因子诱导人脐血间充质干细胞向神经元样细胞的分化:可能性验证

背景:课题组前期实验已证实人羊膜上皮细胞条件培养液可以诱导人脐血间充质干细胞分化为多巴胺能神经元样细胞,在此过程中人羊膜上皮细胞分泌的神经营养因子及其受体可能起到了重要作用.目的:探讨人羊膜上皮细胞分泌的神经营养因子对人脐血间充质干细胞神经分化的作用.方法:将P1代人脐血间充质干细胞按2×10~8 L~(-1)密度接种,分为3组:对照组加入HG-DMEM培养基;诱导组加入人羊膜上皮细胞条件培养液;阻断剂组预先加入阻断剂K252a工作液,36 ℃孵育40 min后更换为羊膜上皮细胞条件培养液.免疫荧光化学检测诱导后人脐血间充质干细胞神经元特异性烯醇化酶及多巴胺转运体的表达,实时定量PCR法检测诱导后人脐血间充质干细胞中神经元特异性烯醇化酶、多巴胺转运体及酪氨酸羟化酶的表达.结果与结论:人羊膜上清中有神经生长因子和脑源性神经营养因子的表达,且P1代人脐血间充质干细胞表达神经营养因子高黏附性受体Trka及Trkb.诱导48 h后与对照组比较,诱导组及阻断剂组神经元特异性烯醇化酶、多巴胺转运体阳性细胞数均明显增加(P < 0.05),且诱导组阳性细胞数最多(P < 0.05).诱导组、阻断剂组神经元特异性烯醇化酶、多巴胺转运体及酪氨酸羟化酶mRNA含量均显著高于对照组(P < 0.01),且诱导组各基因mRNA含量明显高于阻断剂组(P < 0.01).结果证实人羊膜上皮细胞分泌的神经营养因子对人脐血间充质干细胞的神经分化有重要作用,其促神经分化作用是通过酪氨酸激酶受体介导的.     

全反式视黄酸诱导兔骨髓间充质干细胞向神经细胞的分化

背景：目前,在骨髓间充质干细胞体外向神经细胞分化的实验中,较多采用抗氧化剂法和细胞因子法,但诱导效率低。目的：探讨全反式视黄酸在兔骨髓间充质干细胞向神经细胞分化中的作用。方法：体外分离培养兔骨髓间充质干细胞,取第4代骨髓间充质干细胞观察细胞形态,实验组用0.4μmol/L全反式视黄酸预诱导24h后,改用神经细胞培养基继续培养。神经细胞培养基培养4,8,16及24h,免疫组织化学检测巢蛋白、神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白的表达情况,采用RT-PCR的方法检测巢蛋白和神经元特异性烯醇化酶的表达水平。结果与结论：骨髓间充质干细胞经培养、传代后,细胞贴壁生长,呈长梭形。免疫组织化学检测结果显示：全反式视黄酸诱导组巢蛋白及神经元特异性烯醇化酶呈阳性,诱导后细胞的活力良好。RT-PCR结果显示全反式视黄酸诱导组巢蛋白在诱导前后均有表达,神经元特异性烯醇化酶在诱导后16h可见明显的扩增条带,24h后更加明显。提示全反式视黄酸能够在体外促进兔骨髓间充质干细胞向神经细胞分化。     

全反式维甲酸诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞分化后对T细胞增殖的抑制

背景:研究表明骨髓间充质干细胞能抑制T淋巴细胞的增殖活化,发挥负性免疫调节作用.目的:利用全反式维甲酸体外定向诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化,并探讨分化细胞对T细胞增殖的作用.设计、时间及地点:细胞学体外观察,于2008-03在广东医学院完成.材料:4周龄雄性SD大鼠2只,由广东医学院动物中心提供.新鲜健康人血由广东医学院检验科提供.方法:通过贴壁法分离大鼠骨髓间充质干细胞,体外传代扩增.取传至5代的骨髓间充质干细胞,加入含0.3 mg/L全反式维甲酸、体积分数为10%胎牛血清的LG-DMEM液进行预诱导,24 h后吸去预诱导液,加入含0.6 mg/L全反式维甲酸的LG-DMEM液向神经元样细胞诱导分化.取新鲜健康人血制备反应细胞,大鼠骨髓间充质干细胞作为刺激细胞,进行单向混合淋巴细胞反应实验,设立4组:对照组,单纯反应细胞100 μL,细胞浓度1×109L-1;实验1组:1×104神经元样细胞+100 μL反应细胞:实验2组:1×105神经元样细胞+100 μL反应细胞:实验3组:1×106神经元样细胞+100 μL反应细胞.主要观察指标:诱导分化后细胞形态变化及神经细胞鉴定,单向混合淋巴细胞反应结果.结果:加入诱导液50 min后,光镜下骨髓间充质干细胞呈典型的核周体形态,3 h后大多数细胞转变为双极或多极神经元细胞样形态,出现胞体和突起.免疫细胞化学染色结果显示,大部分细胞呈神经元特异性烯醇化酶及巢蛋白阳性表达,而胶质纤维酸性蛋白呈阴性表达.与对照组比较,各实验组放射性核素每分钟闪烁数值均明显减少(P<0.05),且各实验组间比较差异亦有显著性意义(P<0.05),随着加入细胞数量的增多,抑制作用越明显.结论:全反式维甲酸可在体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞,分化后的神经元样细胞能够抑制人淋巴细胞增殖,并呈剂量依赖性增加.