脑源性神经营养因子对神经干细胞增殖和分化的影响

目的:通过不同浓度脑源性神经营养因子(BDNF)对神经干细胞(NSCs)增殖与分化的影响,探讨合适的诱导时间和诱导浓度.方法:按照BDNF的浓度分为对照组,实验组2、20和200ng/ml BDNF.MTT法检测不同浓度BDNF在诱导后不同的时间点(1、3、5、7d)对细胞增殖的影响,免疫细胞化学法检测神经元的标记物-神经元特异性烯醇化酶(NSE),并计算各组在不同时间点的神经元分化率.结果:不同浓度的BDNF实验组在诱导后不同时间(1、3、5、7d)MTT法所测OD值与对照组相比差异均无统计学意义.随着BDNF浓度的增加,神经干细胞分化为神经元的比率呈增高的趋势,差异有统计学意义.在分化的时间上,各组均在第3天时达到最高,其中实验组最高接近80%,而对照组仅为35%.结论:BDNF对NSCs的增殖无明显作用,BDNF能促进NSCs向神经元方向分化,其分化的比率在一定范围内呈剂量依赖性.     

异氟醚抑制海马神经干细胞增殖并可促其向神经元分化

BACKGROUND: Isoflurane cannot only induce a wide range of large neuronal apoptosis, but also inhibit hippocampal neurogenesis in neonatal rats, thereby resulting in hippocampus-dependent learning and memory defects.OBJECTIVE: To investigate the isoflurane effect on proliferation and differentiation of the hippocampal neural stem cells.METHODS: Twenty-six Sprague-Dawley rats were randomly divided into air group and isoflurane group (n=13 per group). Rats in the isoflurane group were subjected to 2.5% isoflurane inhalation for 3 minutes followed by 1.5% isoflurane inhalation for 4 hours. Rats in the air group only breathed in air. After the intervention, blood glucose and arterial blood gas changes were detected in the two groups. Additionally, rats in the two groups were given intraperitoneal injection of 5-bromodeoxyuridine before and after intervention. At 24 hours after the last injection of 5-bromodeoxyuridine, brain tissues were taken to make frozen sections for immunofluorescence staining.RESULTS AND CONCLUSION: There were no significant difference in pH, PaO₂, PaCO₂, HCO₃, BE and SaO₂ levels between the two groups (P > 0.05). Compared with the air group, the number of BrdU⁺ cells was significantly less in the isoflurane group (P < 0.05), while the number of NeuroD⁺/BrdU⁺ cells was significantly higher in the isoflurane group (P < 0.05). The incidence of adverse reactions was 23% in the isoflurane group, which was significantly higher than that in the air group (7.7%; P < 0.05). These findings indicate that isoflurane can inhibit the proliferation of neural stem cells in the hippocampal dentate gyrus, and promote their differentiation into neurons.    中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

神经干细胞增殖分化的调控机制

神经干细胞具有强大的增殖能力和多分化潜能,其增殖与分化与生长因子、细胞因子、环境信号等因素密切相关。Notch信号途径可影响NSC的分化方向,核受体Nurrl等也参与了NSC的定向分化机制。     

胰岛素对大鼠神经干细胞增殖和分化的影响

目的探讨胰岛素对大鼠神经干细胞(NSCs)增殖和分化的影响。方法培养大鼠大脑皮层NSCs,用胰岛素作用于培养的NSCs,3H-TdR掺入检测NSCs的增殖,免疫细胞化学和流式细胞仪检测NSCs的分化。结果胰岛素能明显促进NSCs对3H-TdR的摄入,明显促进细胞的增殖,并且胰岛素促细胞增殖作用具有一定的量效关系;免疫细胞化学和流式细胞仪结果显示,胰岛素对NSCs向神经元的分化有明显促进作用,并且NSCs分化后多巴胺能神经元数目明显增加。结论胰岛素可能具有促进NSCs增殖和向神经元包括多巴胺能神经元分化的作用。     

神经干细胞增殖分化的影响因素、调控机制与应用

神经干细胞可持续增殖并具有分化成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力,为治疗中枢神经系统退行性疾病和损伤打下基础,综述了NSC增殖分化的影响因素、调控机制及其临床应用前景。     

GM-1对离体大鼠神经干细胞增殖和分化的影响

目的 研究不同剂量GM-1（神经节苷脂）对离体大鼠神经干细胞增殖和分化的影响。方法 自大鼠脑组织分离神经干细胞，培养于含有bFGF和／或B27的DMEM／F12培养液中，实验组培养液中分别加入33．5μg/L、3．35μg/L及0．335μg/L GM-1，用MTT比色分析法测定细胞增殖能力。用含体积分数3％血清的DMEM／F12培养液诱导细胞分化，每间隔6h于倒置显微镜下观察细胞分化情况。结果 4d、8dMTT比色显示，GM-1（33．5μg/L）组与阳性对照组比较，P均〉0．05，与阴性对照组比较，P均〈0．05；GM-1（3．35μg/L）组、GM-1（0．335μg/L）组与阴性对照组比较，P均〉005。分化研究发现．接种6h后，3个实验组与阴性对照组的细胞突起短且细小，而血清组神经求周边可见明显粗大的细胞突起，呈放射状向周边伸出；随着分化时间的延长，各组细胞突起均逐渐伸长，3个实验组分化能力低于对照组，与阴性对照组之间无显著差异。结论 GM-1能够维持大鼠神经干细胞的原始状态，促进神经干细胞增殖，而对神经干细胞的分化作用不明显。     

神经干细胞增殖分化过程中Notch通路信号分子的表达

探讨Notch通路信号分子在神经干细胞增殖分化中的表达变化。以Notch1,PS1,RBPJk和HES1为研究对象,用RTPCR、Westernblot法检测其在神经干细胞增殖分化中的表达。RTPCR结果表明:PS1和RBPJkmRNA表达量在神经干细胞分化第2d明显降低,而在分化其它阶段无显著差异;Notch1和HES1mRNA表达量在神经干细胞各分化阶段无明显差异。Westernblot结果显示:PS1蛋白表达量在神经干细胞分化第2d降低,其它阶段无明显差异。Notch信号通路对于维持体外培养的神经干细胞增殖有重要的作用。     

褪黑素促进体外缺氧的神经干细胞增殖及定向分化

目的:观察褪黑素对体外缺氧诱导的小鼠神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖和分化的影响。方法:取孕12.5 d胚胎小鼠大脑皮质分离培养NSCs,建立缺氧模型。利用免疫荧光染色,检测分析褪黑素对缺氧诱导后不同时间点的NSCs增殖和分化的影响。结果:缺氧后NSCs的增殖能力明显下降,而褪黑素可显著改善这一现象,促进缺氧后NSCs的增殖。缺氧后NSCs向神经元的分化明显受阻,褪黑素处理组的神经元的分化率明显高于对照组,其中作用高峰期是分化的第七天。结论:体外缺氧的NSCs增殖和分化均明显受到抑制,而褪黑素的干预可明显改善干细胞的增殖,促进NSCs向神经元的分化,但对星形胶质细胞的分化没有显著影响。     

低氧对大鼠大脑皮层神经干细胞增殖和分化的影响

目的:观察和分析不同低氧浓度对大鼠大脑皮层神经干细胞(neural stem cells,NSC S)增殖和分化的影响。方法:在1%O2、4%O2和常氧环境(20%O2)下培养新生SD大鼠神经干细胞,对神经球计数并测量其直径,分析不同低氧对神经干细胞增殖效率和增殖速度的影响;分化48 h后行β微管蛋白Ⅲ(β-tubulin III)和胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)免疫细胞荧光染色,对神经元和星形胶质细胞进行计数并分别计算各占的比例。结果:(1)低氧对神经干细胞增殖效率和增殖速度的影响:1%低氧组神经球数量明显低于常氧对照组,具有显著性差异(P<0.05);4%低氧组神经球数量高于对照组,具有显著性差异(P<0.05)。在24 h、36 h和48 h,1%低氧组神经球的直径都小于对照组,在24 h和36 h时具有显著性差异(P<0.05),在48 h具有非常显著性差异(P<0.01);在24 h、36 h和48 h,4%低氧组神经球的直径都大于对照组,在36 h时具有显著性差异(P<0.05),在48 h具有非常显著性差异(P<0.01)。(2)1%低氧组神经元的比例(0.614±0.056)显著高于其对照组(0.471±0.067)(P<0.01);而1%低氧组星形胶质细胞的比例(0.241±0.051)低于其对照组(0.322±0.067)(P<0.05)。4%低氧组神经元的比例(0.625±0.072)显著高于其对照组(0.513±0.032)(P<0.05);而4%低氧组星形胶质细胞的比例(0.237±0.053)显著低于其对照组(0.285±0.042)(P<0.05)。结论:和常氧对照组相比,4%O2促进大鼠大脑皮层神经干细胞的增殖,而1%O2抑制了神经干细胞的增殖;1%O2和4%O2都促进神经干细胞向神经元方向分化,同时抑制向星形胶质细胞分化,1%O2的这种作用更为显著。     

Erk1/2 promotes proliferation and inhibits neuronal differentiation of neural stem cells

Neural stem cells (NSCs) are in a complex niche in which cell-extrinsic cues and cell-intrinsic genetic mechanisms in chorus mediate their cellular processes such as self-renewal and differentiation. In this study, we found that inactivation of Erk1/2 with U0126 in NSCs significantly promoted neuronal differentiation and inhibited proliferation. Sustained Erk1/2 inactivity was required in this process. We also found that nerve growth factor (NGF) and collagen could promote the proliferation and inhibit neuronal differentiation by activating phosphorylation of Erk1/2. Cell-cycle regulators such as cyclin-dependent kinase 2 (Cdk2), Cyclin D1 and Hes1 mediated the effect of Erk on NSCs proliferation and differentiation. Our results showed that Erk1/2 played an important role in the interplay between cell-extrinsic cues and cell-intrinsic genetic mechanisms in neural stem cell biology.     

Tetramethylpyrazine promotes proliferation and differentiation of neural stem cells from rat brain in hypoxic condition via mitogen-activated protein kinases pathway in vitro

This study investigated the effects of tetramethylpyrazine (TMP), an active element of traditional Chinese medicine Ligusticum Chuanxiong, on proliferation and differentiation of neural stem cells (NSCs) from rat brain in hypoxia condition and the activation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) signaling pathway during the processes. The results showed that TMP promoted the proliferation and differentiation of the NSCs into neurons. TMP increased the phosphorylation of ERK1/2 and decreased the phosphorylation of p38 at different time points. ERK inhibitor (U0126) in part blocked the differentiation of the NSCs into neurons induced by TMP. Our findings demonstrated that TMP enhanced the proliferation and differentiation of NSCs of rat after hypoxia in vitro, in which the phosphorylation of ERK and p38 was involved.     

大鼠海马神经干细胞体外增殖、凋亡和分化的激光扫描共焦显微镜观察

目的 采用激光扫描共焦显微镜观察体外培养胎鼠海马神经干细胞（NSCs）增殖、凋亡及其分化情况。方法 体外分离培养胚胎大鼠海马NSCs,把神经干细胞球培养在共焦显微镜专用培养皿中。用 Hoechst 33258染细胞核,免疫荧光细胞化学技术检测巢蛋白（Nestin）的表达以鉴定NSCs,检测神经元、星形胶质细胞的特异性标记物β-Ⅲ型微管蛋白（β-Ⅲ tubulin）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP）的表达以测定NSCs的分化能力。通过激光扫描共焦显微镜对神经干细胞球进行光学连续断层扫描,然后用软件进行三维重建,立体动态观察神经球。结果 通过激光扫描共焦显微镜观察到神经球     

小鼠视网膜片层化及神经干细胞的增殖与分化

目的 通过观察小鼠视网膜神经干细胞增殖与双极细胞分化过程,研究视网膜的发生及片层化。方法 应用免疫荧光、5’-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU）检测技术和HE染色法对胚胎及出生后小鼠视网膜形态结构及神经干细胞的增殖、分化进行观察,对视网膜BrdU和蛋白激酶Cα(PKC-α)阳性细胞密度进行统计。结果 1.小鼠视网膜在胚胎时期分化出色素上皮层、神经母细胞层和神经节细胞层。出生后,神经母细胞层逐渐分化出各个层,至小鼠睁眼时基本分化完全。2.小鼠视网膜干细胞在胚胎期大量增殖,出生后增殖放慢并逐渐分化为各类细胞。经统计分析发现,视网膜干细胞在胚胎时期数量逐渐增多,到出生当天数量达到最大值,出生后,神经干细胞开始分化,数量逐渐减少。3.小鼠视网膜双极细胞从出生后第5天（P5）开始发育,至P20时发育完全。结论 小鼠视网膜的片层化与其功能的成熟相一致,视网膜的神经干细胞在出生后前期为分化高峰期,逐渐分化为不同类型的细胞。P10以后仅在睫状体处存在神经干细胞,可能与成年以后的修复功能相关。     

音猬因子对神经干细胞增殖与分化的影响

目的 探讨音猬因子(SHH)对神经干细胞(NSCs)增殖与分化的影响. 方法从大鼠胚胎端脑皮质及海马分离培养的NSCs分为SHH组、RA组和PBS组.分别用SHH、维甲酸(RA)及PBS条件培养液处理后,通过免疫细胞化学等方法检测NSCs的增殖及分化情况.结果体外培养的NSCs能快速增殖并形成神经球,其中的细胞均表达NSCs特异性标志物nestin.BrdU作用于NSCs 3 h后,SHH组的BrdU阳性率明显高于RA组和PBS组,而RA组和PBS组之间无显著差异.当NSCs在分化条件培养液中培养7d后,SHH组和RA组中的βⅢ-tubulin阳性率及Rip阳性率显著高于PBS组,SHH组又显著高于RA组和PBS组.结论 SHH可以促进NSCs增殖及其向神经元和少突胶质细胞的分化.     

VEGF对大鼠海马回神经干细胞体外增殖和分化的影响

目的： 观察血管内皮细胞生长因子(VEGF)对大鼠海马回神经干细胞（NSCs）增殖和分化的影响。方法: 自生后第3 d的SD大鼠脑海马区分离NSCs，进行体外培养并传代，分为2组：（1）VEGF组加入150 μg/L VEGF的培养液培养；（2）对照组未加VEGF。培养7 d后，撤除VEGF，分别在第7 d及第11 d通过相差显微镜观察细胞形态，并用免疫荧光方法检测nestin和NF的表达，计算各组免疫染色阳性细胞率。结果: 在VEGF作用下第7 d，VEGF组nestin阳性细胞率为52.19%±7.95%，多于对照组的29.26%±4.12%（P<0.01），NF阳性细胞率为22.33%±4.13%，对照组仅有38.62%±5.31%（P<0.01）；在实验第11 d，VEGF组NF阳性细胞率为43.10%±3.70%，对照组仅30.56%±4.16%，P<0.01。结论: 本实验提示VEGF能促进NSCs的增殖,并抑制其分化。     

Knockdown of tissue nonspecific alkaline phosphatase impairs neural stem cell proliferation and differentiation

In the adult mammalian brain the subependymal layer of the lateral ventricles houses neural stem cells giving rise to young neurons migrating towards the olfactory bulb. The molecular cues controlling essential functions within the neurogenesis pathway such as proliferation, short and long distance migration, differentiation and functional integration are poorly understood. Neural progenitors in situ express the tissue nonspecific form of alkaline phosphatase (TNAP), a cell surface-located nonspecific phosphomonoesterase capable of hydrolyzing extracellular nucleotides. To gain insight into the functional role of TNAP in cultured multipotent neural stem cells we applied a knockdown protocol using RNA interference with shRNA and retroviral infection. We show that TNAP knockdown reduces cell proliferation and differentiation into neurons or oligodendrocytes. This effect is abrogated by addition of alkaline phosphatase to the culture medium. Our results suggest that TNAP is essential for NSC proliferation and differentiation in vitro and possibly also in vivo.     

大鼠脑皮质微血管内皮细胞的分离和培养

目的： 本研究旨在探索1种有效分离、培养和获取较高纯度大鼠脑微血管内皮细胞（BMECs）的方法。方法: 自12 d SD大鼠脑分离出皮质，采用二次酶消化、BSA和Percoll非连续梯度离心获得较纯的脑微血管段后，接种于涂布有明胶的培养皿进行原代培养；相差显微镜观察细胞的形态学特性，进行血管内皮细胞特异性标志物Ⅷ因子相关抗原免疫组化检测。结果: 培养24 h即可见细胞从贴壁的脑微血管段周围爬出，细胞呈短梭形，集落呈典型的“鹅卵石样”，区域性单层生长，6-7 d内皮细胞开始融合，血管内皮细胞特异性标志物Ⅷ因子相关抗原表达阳性，纯度达92.6%。结论: 成功地自大鼠脑皮质分离并培养出纯度较高的BMECs，为进一步开展脑微血管内皮细胞的生物学特性的相关研究提供有用的方法。     

缺氧条件下间充质干细胞以旁分泌方式影响脑微血管内皮细胞的功能

目的：探讨缺氧条件下间充质干细胞（MSCs）以旁分泌方式对脑微血管内皮细胞（BMECs）的增殖、迁移和细胞单层通透性的影响。 方法:分离、培养并鉴定人MSCs和大鼠BMECs，ELISA检测细胞条件培养基中VEGF和MMP-9的含量，跨内皮电阻（TEER）检测反映脑BMECs单层通透性的变化，观察不同条件培养基对缺氧BMECs增殖、迁移和通透性的影响。结果:VEGF和MMP-9在MSCs条件培养基中的含量显著高于BMECs条件培养基，缺氧处理的MSCs条件培养基中VEGF和MMP-9含量比正常MSCs条件培养基显著增高；MSCs条件培养基能明显促进BMECs在缺氧条件下的增殖和迁移，但也使BMECs的TEER显著降低（50.5％±2.6％，P<0.05），这些作用在不同程度上能被VEGF抗体和MMP-9抑制剂所抑制。结论:缺氧条件下MSCs可通过旁分泌方式促进BMECs增殖和迁移，但同时也增加了BMECs单层的通透性。     

LIF对人胎脑神经干细胞体外增殖和分化的影响

目的:观察白血病抑制因子(LIF)对体外培养的人胎脑神经干细胞增殖和分化的影响。方法:用添加表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(FGF2)的N2培养基培养人神经干细胞(hNSC)。实验分添加LIF(LIF+)组和无LIF(LIF-)组,接种12天后计数细胞集落(球)的形成率。传代培养观察120天,定期进行活细胞计数,绘制生长速率曲线。取第6代细胞球进行分化诱导,免疫荧光技术鉴别神经细胞的特异性抗原标志,并计算各细胞类型间的比例。结果:两组集落形成百分比分别为:LIF+为0.50%-0.91%;LIF-为0.49%-0.94%。两组间的差异并无显著意义(P>0.05)。在相同培养条件下,各例胎脑来源的NSC扩增速率的相差并无显著性意义(P>0.05),但LIF对NSC扩增有重要作用,刺激细胞扩增了约4000-8400倍,无分化发生;LIF-组仅为43-97倍,培养两个月后可观察到分化现象。在培养过程中观察到:LIF的作用主要表现在细胞接种传代约50-60天以后。用免疫细胞化学荧光进行分化细胞类型鉴定,计数神经元和星形胶细胞数,并计算其中神经元所占的百分比。LIF+培养为12%-83%,明显高于LIF-组的8%-23%(P<0.005),来源于海马的NSC分化为神经元的比例要高于来源于纹状体的NSC。结论:LIF能阻抑人胎脑NSC的分化,促进其体外长期增殖,其效应主要表现在接种传代培养的50-60天以后。LIF还影响NSC的分化,可显著提高分化细胞中神经元的百分比,海马源性hNSC对LIF更为敏感。