神经干细胞向神经元定向诱导分化方法的研究进展

神经干细胞(NSCs)是一类具有自我更新能力和多种分化潜能的细胞,它来源于神经组织,在适当条件下可分化成神经元、少突胶质细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞。NSCs体外诱导分化的成体细胞可以用于中枢神经损伤疾病及退行性神经系统疾病的治疗。因此,找到一系列体外诱导NSCs定向分化的模式,诱导其分化为特定的神经细胞,达到神经修复和细胞治疗的目的乃当今神经科学界的研究热点之一。该文主要阐述NSCs向神经元诱导分化方法的研究进展。     

神经干细胞定向诱导分化为神经元的研究进展

近年来神经干细胞的分离、培养成功为神经发育研究和中枢神经系统疾病的治疗提供了一条新的思路。从神经板的出现、神经管的形成到脑泡的发育都经历了从神经干细胞到祖细胞再到成熟神经细胞的发育过程,通过研究神经干细胞和祖细胞的增殖、迁移和分化将为阐明神经系统发育的机制     

BMP2在SVZa神经干细胞向神经元分化中的作用

目的 研究BMP2在室管膜前下区(SVZa)神经干细胞向神经元分化中的作用，提高SVZa神经干细胞分化为神经元的比例。方法 体外分离培养SVZa神经干细胞，以不同浓度的BMP2诱导SVZa神经干细胞，采用免疫荧光和流式细胞仪技术，检测SVZa神经干细胞分化为神经元的比例。结果 BMP2浓度为1～10ng/ml时SVZa神经干细胞分化为神经元的比例均高于0ng／ml，10ng／ml时达到最高峰，20～100ng／ml时SVZa神经干细胞分化为神经元的比例亦高于0ng／ml，但呈下降趋势。结论 BMP2可以促进SVZa神经干细胞向神经元分化，可以明显提高分化为神经元的比例。     

不同浓度GDNF诱导神经干细胞向多巴胺能神经元分化研究

目的观察不同浓度胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)对神经干细胞(NSCs)向多巴胺(DA)能神经元分化的影响。方法取新生鼠脑组织体外分离培养NSCs,第2代NSCs诱导培养基中分别加入0、5、10、20 ng/mL GDNF进行诱导。用逆转录-聚合酶链反应检测诱导后细胞酪氨酸羟化酶(TH)mRNA的表达,免疫细胞化学染色鉴定NSCs,检测NSCs向DA能神经元分化率。结果各诱导组均表达TH mRNA。神经球具有自我更新和表达巢蛋白的能力,诱导分化后的细胞能表达神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞特异性抗原。与空白对照组比较,GDNF诱导组TH阳性细胞率均明显升高(P<0.05);且10、20ng/mL GDNF诱导组升高幅度明显高于5 ng/mL GDNF诱导组(P<0.05),10、20 ng/mL GDNF诱导组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论从新生鼠脑组织分离出NSCs。不同浓度的GDNF均能促进NSCs向DA能神经元分化,GDNF浓度从10ng/mL提高到20 ng/mL时TH阳性细胞率无明显变化。     

神经干细胞向神经元细胞诱导分化研究的进展及其应用前景分析

21世纪是再生医学的世纪,尤其随着神经分子生物学研究的进展,神经元细胞的再生性研究已成为生物学研究的重要课题。传统观点认为,哺乳动物中枢神经系统的神经元细胞只产生于胚胎期及出生后不久的一段时间,其后神经元细胞的分裂即告结束。因此,当哺乳动物中枢神经系统由于创伤、缺血及变性疾病等原因造成大量神经元细胞缺失时,因不能产生新的神经元,建立新的突触联系,而致中枢神经系统损伤后的功能难于恢复,如大脑瘫、脊髓横断性截瘫、肌萎缩性侧索硬化症、帕金森病（Parkinson's disease ）等,是临床治疗的世界性难题。     

神经干细胞分化为神经元的基因调控研究进展

神经干细胞( neural stem cell,NSC)是具有高度自我更新能力并能分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的神经前体细胞.自1992年Reynolds等提出神经干细胞的概念后,神经干细胞就以其分裂能力强、存活率高、有利于功能重建的特性迅速成为神经科学研究的热点,特别是在神经系统疾病的移植治疗研究中更是成为了一种最有前途的手段.因此对神经干细胞增殖与分化调控的研究显得尤为重要.     

EPO促进胚胎神经干细胞向神经元分化的形态学研究

目的：探讨促红细胞生成素（erythropoietin ,EPO）促进神经干细胞（neural stem cells ,NSCs）分化的形态学表现,为细胞移植治疗脑部疾病和脑损伤提供实验依据。方法取大鼠14 d胚胎脑皮质先增殖培养,后贴壁分化培养。适时镜下观察,免疫细胞化学染色,用nestin鉴定NSCs ,GFAP鉴定神经胶质细胞、MAP2鉴定神经元。选取第3代 NSCs ,向培养基中分别添加不同剂量的 EPO ,浓度分别为0．5u/ml ,5u/ml ,50u/ml ,500u/ml ,并设不添加EPO的对照组,MAP2免疫荧光共聚焦显微镜观察NSCs向神经元方向的分化。结果1）鼠胚脑皮质在无血清悬浮培养形成大量神经球,并可传代,球内细胞均表达 nestin。分化培养,可检测出MAP2或GFAP阳性细胞。2）EPO≥5u/ml各组分化培养,表达MAP2阳性细胞显著升高（P＜0．05）。结论大鼠胚胎脑皮质体外培养可获得NSCs ;适当浓度EPO可提高NSCs向神经元的分化。     

黄芪皂甙诱导小鼠神经干细胞向神经元分化

目的：观察黄芪皂甙对体外培养的小鼠神经干细胞（NSCs）向神经元分化的影响.方法：采用机械分离、无血清传代培养法从胚胎（E14.5）小鼠室管膜前下区获得NSCs,观察不同浓度（20,40,60mg/L）黄芪皂甙在干预后不同时段（3,7d）的分化情况,通过免疫荧光检测神经元（β-Tubulin）,星形胶质细胞（GFAP）及少突胶质细胞（CC-1）的比例,并采用银杏内酯B（40mg/L）作为阳性对照,正常组为阴性对照,观察黄芪皂甙对小鼠NSCs分化的影响.结果：加入黄芪皂甙培养3,7d后,黄芪皂甙40mg/L及60mg/L组、银杏内酯B组分化为β-Tubulin（＋）神经元比例均显著高于正常对照组,黄芪皂甙两种浓度组间无统计学差异;银杏内酯B组分化为GFAP（＋）星形胶质细胞比例显著高于正常对照组,而黄芪皂甙对星形胶质细胞的分化比例无明显影响.结论：黄芪皂甙能促进NSCs定向分化为神经元,而银杏内酯B促进NSCs向神经元和星形胶质细胞分化.     

神经干细胞的诱导分化

受传统的影响,以前人们一般不认为中枢神经系统有干细胞,这是因为人们长期形成的中枢神经系统不可再生的观念。1992年,Reynolds和Weiss从成年小鼠纹状体分离了能在体外不断分裂增殖,具有多种分化潜能的细胞群,并明确地提出了神经干细胞的概念。目前已经证实,这种具有自我更新、自我维持、多潜能的神经干细胞确实存在于发育中的神经系统,并     

神经干细胞在体外诱导向胆碱能神经元定向分化后移植治疗脊髓损伤

目的 研究神经干细胞向胆碱能神经元定向分化后对脊髓横断损伤的修复作用.方法 采用GFP转基因孕鼠(E 12～14d)的海马分离、培养神经干细胞并诱导其向胆碱能神经元方向分化.SD成年大鼠以显微剪横断脊髓制成SCI模型.将SD大鼠18只分为3组:A组注入DMEM/F12培养液;B组注入神经于细胞的细胞液,C组注入在体外定向诱导为胆碱能神经元的细胞液;3组实验动物均于细胞移植后采用B B B评分法定期评估运动功能.于移植后第8周末,取出相应的脊髓阶段,行ChAT免疫组织化学染色,光镜观察.结果 从海马分离的细胞群具有自我更新能力,表达nestin,胎鼠骨骼肌提取液可以诱导这些细胞中的11.8%分化成为胆碱能神经元,与对照组差异明显.B组和C组所有大鼠BBB评分在移植细胞3周以后明显高于A组(P＜0.05),C组所有大鼠BBB评分在移植细胞4周以后明显高于B组(P＜0.05).在移植第8周末,冰冻切片中可见ChAT染色阳性细胞.结论 神经干细胞可以在体外诱导向胆碱能神经元定向分化,定向分化后移植应用在脊髓横断损伤治疗中,可明显改善运动功能.     

GDNF基因修饰的神经干细胞移植治疗大鼠局灶性脑缺血的实验研究

目的:观察转染胶质细胞源性神经营养因子(Glial cell derived neurotrophic factor,GDNF)基因的神经干细胞(Neural stem cells ,NSCs)移植在脑缺血大鼠脑组织的分布,探讨其神经保护作用.方法:体外培养新生大鼠NSCs,采用改良的线栓法制作脑缺血再灌注模型,3 d后用脑立体定位仪分别经脑室移植生理盐水、NSCs和GDNF/NSCs.各组移植前及再灌注1～7周进行神经功能损伤程度评分(Neurological severity scores,NSS).免疫组织化学方法观察移植后NSCs的存活及分布情况.结果:NSCs经GDNF基因转染后2 d发绿色荧光,抗nestin免疫荧光检测呈阳性.GDNF/NSCs组与NSCs组NSS评分比较,在再灌注2周和3周显著降低(P＜0.05).移植的NSCs分布于缺血侧皮质、纹状体,移植后3、5、7周,阳性细胞数分别较1、2周显著增多(P＜0.05).GDNF/NSCs组与NSCs组比较,第2、3、5、7周纹状体、皮质阳性细胞数显著增多(P＜0.05).从病理学上观察,GDNF/NSCs组神经毡较NSCs移植组致密.结论:移植GDNF基因修饰的神经干细胞能改善脑缺血大鼠神经功能,对脑缺血所致的损伤具有一定修复作用.     

NGF诱导大鼠胚脑皮层和隔区神经干细胞向神经元和AChE阳性神经元分化的作用

目的:探讨大鼠胚脑皮层和隔区神经干细胞在NGF的诱导下分化为神经元和AChE阳性神经元的情况。方法:应用无血清培养技术,分别从SD大鼠胚脑皮层和隔区分离克隆神经干细胞,然后在含或不含NGF的培养液中分化14d。用MAP-2免疫荧光和AChE组化技术检测神经干细胞分化为神经元和AChE阳性神经元的情况。并对MAP-2阳性神经元的分化率、AChE阳性神经元数及其它们的细胞面积和周长进行图像处理;用STATA7.0统计软件进行方差分析和两两比较。结果:隔区和皮层NGF组MAP-2阳性神经元分化率高于隔区和皮层对照组;其细胞面积除隔区NGF组与皮层NGF组之外,其它各组间差异均有统计学意义;而其周长各组之间差异均有统计学意义。AChE阳性神经元的数量及细胞面积和周长,隔区NGF组最佳,皮层NGF组次之,隔区对照组再次之,皮层对照组较差。三项指标各组间差异有统计学意义。结论:NGF可诱导大鼠胚脑皮层和隔区神经干细胞向神经元分化;隔区神经干细胞较皮层神经干细胞更易于向AChE阳性神经元分化;这种区域特异性可在NGF诱导下发生改变。     

纹状体组织提取液诱导人胚胎神经干细胞向多巴胺能神经元分化的实验研究

目的体外培养人胚胎神经干细胞并诱导其向多巴胺能神经元分化。方法从临床引产的人胚胎（胎龄8～16周）海马组织中分离、培养人胚胎神经干细胞, 对其进行诱导分化。诱导剂采用来源于20周胎龄胚胎的纹状体的组织提取液。实验分为2组：对照组无诱导剂,培养基为撤除生长因子的基础培养基;实验组培养基中加入纹状体组织提取液50μL/mL;于诱导分化的第7天终止诱导分化,采用标记TH的免疫荧光染色方法检测TH阳性细胞量,用RT-PCR方法检测TH-mRNA的表达情况。结果抗TH的免疫荧光染色结果为：对照组与实验组的TH阳性细胞率分别为(0.53±0.17)%和(7.38±0.84)%,两组相比差异有统计学意义（P＜0.05）。RT-PCR结果显示：对照组TH-mRNA表达不明显,实验组明显表达TH-mRNA,实验组与对照组的TH-mRNA表达差异亦有统计学意义（P＜0.05）。结论纹状体组织提取液具有促进人胚胎神经干细胞向多巴胺能神经元分化的作用。     

盐酸法舒地尔体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向神经元样细胞分化的可行性

目的:探讨Rho/Rho激酶(ROCK)抑制剂盐酸法舒地尔体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)向神经元样细胞分化的可行性.方法:全骨髓培养法分离培养大鼠骨髓MSCs,用200μmol/L盐酸法舒地尔诱导分化.倒置显微镜观察诱导不同时间细胞的形态学变化;AO-EB染色法鉴定诱导后细胞存活率;免疫荧光法鉴定诱导后神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF200)与胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达,判断其分化情况.结果:盐酸法舒地尔诱导30、60、90、120及180 min后细胞存活率分别为(96.7±2.2)%、(95.3±1.9)%、(93.8±1.8)%、(92.5±2.1)%及(90.1±1.3)%,其中以盐酸法舒地尔诱导120 min后,形态变化最为理想.盐酸法舒地尔诱导60、90、120及180min后,NSE阳性表达率分别为(66.5±1.9)%、(88.1±3.2)%、(93.6±1.9)%和(93.5±5.4)%,NF200阳性表达翠分别为(70.1±2.9)%、(89.5 ±1.3)%、(98.1±1.6)%和(98.3±1.9)%,而GFAP阳性表达率均小于5%.结论:盐酸法舒地尔可在体外快速、高效地诱导大鼠MSCs向神经元样细胞分化.     

白细胞介素-6与脑源性神经营养因子对大鼠神经前体细胞向多巴胺神经元分化的诱导作用

目的:探讨细胞因子在体外诱导胎鼠纹状体神经前体细胞向多巴胺(dopamine,DA)神经元分化的机制,为临床上应用细胞移植替代治疗诸如帕金森病等神经精神性疾病提供理论依据.方法:分离获取胎龄14.5 d的SD大鼠纹状体神经前体细胞,白细胞介素-6(IL-6)(10μg/L)和脑源性神经营养因子(BDNF)(50μmol/L)分别或联合对胎鼠纹状体神经前体细胞进行诱导.诱导2周后观察细胞的形态变化;免疫细胞化学染色检测神经元特异性烯醇化酶(NSE)和酪氨酸羟化酶(TH)的表达,RT-PCR检测NSE、TH及转录因子Nurrl和Lmxlb mRNA的表达.结果:免疫细胞化学染色结果表明IL-6处理组、BDNF处理组及2者联合处理组均较对照组NSE和TH阳性率高,且IL-6和BDNF联合处理组较单用IL-6或BDNF处理组的细胞阳性率高(P<0.05);RT-PCR结果显示对照组仅有NSE的表达,而IL-6处理组、BDNF处理组及2者联合处理组均有NSE、Nurrl、Lmxlb和TH mRNA的表达.结论:IL-6和BDNF均可在体外诱导胎鼠纹状体神经前体细胞向DA神经元分化,并具有协同作用.     

5-氮胞苷诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化观察

目的：探讨5-氮胞苷（5-aza）对纯化培养的骨髓间充质干细胞（MSCs）向心肌样细胞分化的影响.方法：取雄性Wistar大鼠下肢长骨骨髓进行体外培养和连续传代,取第3代MSCs以10 μmol/L 5-aza诱导作用24 h后,用含体积分数为5%胎牛血清的完全培养基继续培养,观察细胞形态学变化,并在4周后行免疫细胞化学染色鉴定α-Actin,Desmin及心肌特异性肌钙蛋白T（cTnT）的表达.结果：5-aza作用MSCs 7d后细胞形态及排列发生变化,14～21 d左右细胞数量较诱导前明显减少,28 d后细胞稀落,周围伸出多个长的突起,细胞体积大小不等.经抗α-Actin抗体、抗Desmin抗体、抗cTnT抗体鉴定部分细胞出现阳性染色,阳性细胞率分别为20%,19%和10%.结论：骨髓间充质干细胞在体外特定的诱导条件下可以向心肌样细胞分化,有望成为缺血性心脏病细胞移植治疗的细胞材料.     

Nurr1基因修饰对神经干细胞分化为多巴胺能神经元的影响

目的观察Nurr1基因修饰原代培养的神经干细胞(NSCs)体外诱导分化为多巴胺能神经元的作用。方法用电穿孔法将携带Nurr1基因的质粒转染P3代NSCs并进行潮霉素筛选,24h后免疫细胞化学检测转染效果;并对转染后的NSCs进行传代培养至P6代,检测Nurr1基因修饰的NSCsNurr1表达效果,并进行分化实验,分化培养7d后免疫细胞化学检测酪氨酸羟化酶(TH)的表达。对照组选用未转染的NSCs。结果电穿孔法转染的NSCs24h后免疫细胞化学检测到Nurr1高表达;传代至P6代,检测到Nurr1较高表达;对照组呈弱表达。分化实验表明:Nurr1基因修饰的NSCs分化的神经细胞中TH阳性比例占27.20%±7.12%,对照组为5.74%±1.81%;差异有显著性(P<0.01)。结论Nurr1基因修饰可以促进原代培养的NSCs向多巴胺能神经元方向分化。     

GDNF基因修饰的神经干细胞抑制脑卒中后大鼠的Caspase-3表达

目的研究胶质源性神经营养因子(glial cell line-derived neural factor,GDNF)基因修饰的神经干细胞(neuralstem cells,NSCs)移植对脑卒中后大鼠缺血侧脑组织内半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶-3(cysteinyl aspartate specific protein-ase-3,caspase-3)表达的影响,探讨GDNF基因修饰的神经干细胞(GDNF/NSCs)移植对大鼠脑卒中的神经保护作用机制。方法取新生大鼠脑组织分离培养NSCs,收集第6代前的NSCs备用。用重组腺病毒GDNF转染神经干细胞,制备GDNF/NSCs。暂时性阻塞大鼠大脑中动脉制备脑卒中模型,3d后,用脑立体定位仪向卒中侧侧脑室分别给予NSCs、GDNF/NSCs和生理盐水。再灌注时间1周、2周、3周、5周、7周后处死大鼠(n=3)。裂解卒中侧脑组织,离心后得到脑组织蛋白样品,通过蛋白免疫印迹(Western Blotting)检测Caspase-3表达。结果 GDNF/NSCs、NSCs、NS各组caspase-3的表达在1周、2周、3周、5周、7周各时间点均逐渐降低。NSCs组、GDNF/NSCs组显著低于NS组(P<0.01;P<0.001);GDNF/NSCs组明显低于NSCs组(P<0.01)。结论 GDNF/NSCs移植治疗脑卒中的机制可能与抑制caspase-3表达有关。     

胶质细胞源性营养因子及内皮素B受体基因共转染神经干细胞实验研究

目的 探讨神经干细胞转染的新方法,并观察转染后目的 基因的表达情况.方法 原代培养神经干细胞,运用jet PEI转染试剂将目的 基因胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)和内皮素B受体基因(EDNRB基因)共转染至神经干细胞内,免疫荧光显微镜观察、流式细胞仪检测绿色荧光蛋白(GFP)表达情况,测定转染效率,RT-PCR检测目的 基因表达情况.结果 成功培养出可用于基因转染的神经干细胞,转染后24h即可在免疫荧光显微镜下观察到GFP表达,流式细胞仪显示24、48和72 h转染效率分别为15.36%、24.67%和25.73%.RT-PCR显示目的 基因在神经干细胞内成功表达.结论 运用iet PEI成功将目的 基因转染至神经干细胞内,为相关神经变性痍病的基因治疗打下了实验基础.     

5-氮胞苷诱导脂肪间充质干细胞向心肌细胞分化的毒理遗传学研究

目的：观察5-氮胞苷（5-aza）对成人脂肪间充质干细胞（ADMSCs）向心肌细胞方向诱导分化的毒理遗传学影响.方法：自成人脂肪组织中分离培养ADMSCs,用5-aza对ADMSCs进行诱导,设立不同诱导浓度的I,II,III,（5,10,20μmol/L）组及对照组IV,光镜下观察细胞的生长情况及形态学变化,免疫细胞化学方法检测心肌特异性肌钙蛋白I（cT-nI）,RT-PCR方法检测cTnI基因的表达,流式细胞仪检测细胞周期及凋亡,并对各诱导组常规核型分析.结果：诱导后4wk I,II,III组ADMSCs呈现类似心肌细胞的形态学特征.I,II,III组免疫组化结果见cTnI阳性表达,RT-PCR条带见cTnI基因表达.各组染色体结构及数目均未见异常.结论：5-aza作为诱导剂对ADMSCs遗传性无不良影响.