脑源性神经营养因子诱导大鼠骨髓基质细胞成为神经干细胞及其分化作用的实验研究

目的探讨脑源性神经营养因子(BDNF)诱导大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)成为神经干细胞及其分化作用。方法取成年大鼠BMSCs,分别以BDNF和BDNF+RA(维甲酸)作为诱导物诱导,于诱导3d、7d后行巢蛋白(Nestin)、神经元特异烯醇化酶(NSE)、胶质纤维酸性蛋白免疫细胞化学染色。结果诱导3天后BDNF和BDNF+RA诱导组均有大量Nestin染色阳性细胞,BDNF+RA组阳性率高于BDNF组(P<0.01)。NSE、GFAP免疫阳性细胞在诱导3d后也有少量表达。诱导7天后BDNF和BDNF+RA诱导组Nestin阳性细胞明显减少,与诱导3天后比较差异有显著性(P<0.01),而NSE、GFAP阳性细胞数增多,与诱导3天后相比差异有显著性(P<0.01),且BDNF+RA组阳性率高于BDNF组(P<0.01)。结论联合应用BDNF与RA可提高BMSCs神经转化,并促进其向神经元及星形胶质细胞细胞分化。     

脑源性神经营养因子诱导大鼠骨髓基质细胞成为神经干细胞及其分化作用的实验研究

目的探讨脑源性神经营养因子（BDNF）诱导大鼠骨髓基质细胞（BMSCs）成为神经干细胞及其分化作用。方法取大鼠BMSCs。分别以BDNF和BDNF＋RA（维甲酸）作为诱导物诱导，于诱导3d、7d后行巢蛋白（Nestin）、神经元特异烯醇化酶（NSE）、胶质纤维酸性蛋白免疫细胞化学染色。结果后BDNF和BDNF＋RA诱导组均有大量Nestin染色阳性细胞，BDNF＋RA组阳性率高于BDNF组（P〈0．01）。NSE、GFAP免疫阳性细胞在诱导3d后也有少量表达。诱导7d后BDNF和BDNF＋RA诱导组Nestin阳性细胞明显减少．与诱导3d后比较差异有显著性（P〈0．01），而NSE、GFAP阳性细胞敷增多，与诱导3b比较差异有显著性（P〈0．01），且BDNF＋RA组阳性率高于BDNF组（P〈0．01）。结论联合应用BDNF与RA可提高BMscs神经转化．并促进其向神经元及星形胶质细胞细胞分化。     

碱性成纤维细胞生长因子预诱导对骨髓基质干细胞向多巴胺能神经元分化的影响

目的探讨碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）预诱导对骨髓基质干细胞（MSCs）向多巴胺（DA）能神经元分化的影响。方法取雄性Wistar大鼠股骨和胫骨骨髓,进行MSCs的体外培养、传代扩增及纯化。bFGF预诱导24h后,依据加入的神经营养因子不同分为单唾液酸四己糖神经节苷脂（GMl）组、胶质源性神经营养因子（GDNF）组和GDNF＋GMl组,以及对照组。倒置显微镜下观察细胞形态变化,分别在预诱导第3d、7d进行神经元特异性烯醇化酶（NSE）、神经胶质酸性蛋白（GFAP）、酪氨酸羟化酶（TH）免疫细胞化学检测。计数NSE和TH阳性细胞数,并计算阳性细胞百分比。结果对照组见少量NSE阳性细胞。实验组于诱导第3d、7d见较多数量的NSE、TH阳性细胞,GFAP阴性。bFGF预诱导各组中GDNF＋GMl组NSE、TH阳性细胞率最高,GDNF组次之,GMl组最低,组间比较差异有统计学意义（均P〈0．01）。结论bF—GF预诱导不仅可明显促进GDNF、GMl诱导MSCs向神经元样细胞分化,表达神经元细胞标志物——NSE;还可促进MSCs向DA能神经元分化,表达DA能神经元标志物——TH。     

GDNF诱导分化骨髓基质细胞对PD大鼠的治疗作用

目的探讨胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）诱导分化骨髓基质细胞（BMSCs）脑内移植对帕金森病（PD）模型的治疗作用。方法体外培养、分离和纯化的BMSCs，用5-溴脱氧尿核苷（BrdU）标记和GDNF诱导分化。分别将经GDNF诱导分化（A组）和未经GDNF诱导分化（B组）的BMSCs移植到PD大鼠模型纹状体区。另设生理盐水对照组（C组）和PD模型对照组（D组）。于不同时间点检测大鼠旋转行为变化，运用免疫荧光组织化学方法分析比较各组纹状体内酪氨酸羟化酶（TH）阳性细胞数量。结果①旋转行为检测显示，C组和D组在所有时间点未见明显变化；在移植后7～30d，A组和B组分别与C组和D组比较，旋转行为明显减少（P〈0．05）；A组比B组旋转行为减少更为显著（P〈0．05）。②免疫荧光组织化学检测显示，A组与B组比较，GFAP和TH阳性细胞数量明显增多（P〈0．05）。但各组自身各时程比较数量变化无统计学意义（P〉0．05）。结论A组的BMSCs脑内移植有效地改善了PD大鼠模型的旋转行为，提高了移植后TH阳性细胞的数量。     

体外中脑微环境下骨髓基质干细胞向多巴胺能神经元分化的实验研究

目的 应用中脑条件培养基与细胞因子联合诱导骨髓间质干细胞(MSCs)转化为多巴胺能(DA)神经元,探索体外诱导MSCs定向分化为DA能神经元的最佳条件.方法 取雄性Wistar大鼠股骨和胫骨骨髓,进行MSCs的体外培养和传代扩增.采用贴壁培养法使MSCs得到纯化.碱性成纤维生长因子(bFGF)预诱导后,依据加入的神经营养因子不同分为对照组及实验组[单唾液酸四己糖神经节苷脂(GM1)组、胶质源性神经营养因子(GDNF)组、GDNF+GM1组、GDNF+GM1+中脑条件培养基组].诱导过程中在倒置显微镜下观察细胞形态变化,分别在诱导第3、7天进行神经元特异烯醇化酶(NSE)、胶质纤维酸生蛋白(GFAP)、酪氨酸羟化酶(TH)免疫细胞化学检测.计数NSE和TH阳性细胞数,并计算阳性细胞百分比.结果 各实验组于诱导第3、7天见不同数量的NSE、TH阳性神经元样细胞,GFAP阴性.对照组及实验各组7 d时NSE阳性细胞数(个/视野,n=10)分别为:对照组2.214±0.779,GM1组22.014±3.624,GDNF组31.345±2.850,GDNF+GM1组40.314±4.203,GDNF+GM1+中脑条件培养基组45.257±5.999.实验各组以GDNF+GM1+中脑条件培养基组NSE阳性细胞率最高,依次为GDNF+GM1组、GDNF组、GM1组,组间比较差异有统计学意义(P＜0.05).单独应用GDNF和GM1不能诱导MSCs表达TH,二者联合应用可诱导MSCs表达TH,加入中脑条件培养基可使TH阳性细胞率明显增加,而且随着共培养时间的延长,TH阳性表达增加更显著.结论 中脑条件培养基与细胞因子联合可明显促进MSCs向神经元样细胞分化,并促进细胞表达TH.     

GDNF和GM1体外联合诱导骨髓基质干细胞向多巴胺能神经元分化的实验研究

目的应用GDNF和GM1体外联合诱导MSCs转化为多巴胺能(DA)神经元。探索体外诱导MSCs定向分化为DA能神经元的最佳条件。方法取雄性Wistar大鼠股骨和胫骨骨髓,密度梯度离心法分离获取单个核细胞。进行MSCs的体外培养和传代扩增。采用贴壁培养法使MSCs得到纯化。依据加入的神经营养因子不同分为对照组及实验组(GM1组、GDNF组、GDNF GM1组)。诱导过程中在倒置显微镜下观察细胞形态变化,分别在诱导第3天、第7天进行NSE、GFAP、TH免疫细胞化学检测。计数NSE和TH阳性细胞数,并计算阳性细胞百分比。采用SPSS10.0软件进行统计学处理。结果对照组可见少量NSE阳性细胞。各实验组比较发现,GDNF GM1组NSE阳性细胞率最高,GDNF组次之,GM1组最低。单独应用GDNF和GM1不能诱导MSCs表达TH,联合应用GDNF和GM1可诱导MSCs表达TH。随着诱导时间的延长,TH阳性表达增加。结论GDNF能够单独诱导MSCs向神经元样细胞分化,GM1不能单独诱导MSCs分化为神经元样细胞,但与GDNF联合,不仅可明显促进MSCs向神经元样细胞分化,而且部分细胞能够表达TH。     

兔骨髓间充质干细胞体外诱导分化为神经样细胞的实验研究

目的动态观察体外神经营养剂联合碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)定向诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)分化为神经样细胞的效果.方法将BMSCs分离体外扩增培养后,分别加入神经营养剂金路捷、三磷酸腺苷(ATP)、神经节苷脂(GM1) bFGF诱导其分化.分别于6、24、48、72、96h后光镜下观察细胞形态变化并通过免疫组织化学测定特异性神经元稀醇化酶(NSE)、神经巢蛋白(Nestin)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达情况.结果神经营养剂联合bFGF诱导6 h后出现胞体收缩,Nestin表达阳性,24 h后伸出突起,有不同程度NSE、GFAP表达,3 d后达高峰.结论神经营养剂联合bFGF能提高诱导骨髓间充质干细胞分化为神经样细胞的诱导率.     

胶质细胞源性神经营养因子诱导骨髓基质细胞向多巴胺能神经元分化的观察

目的 探讨胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）在体外能否诱导骨髓基质细胞（BMSCs）向多巴胺（DA）能神经元分化及可能机制。方法无菌条件下，抽取成年SD大鼠胫骨内骨髓组织，分离制备成单细胞悬液进行培养。将增殖传代至第5代的BMSCs随机分为GDNF诱导组和对照组。继续培养7d后，应用BrdU／GFAP、BrdU/NeuN和TH免疫荧光单标和双标技术检测BMSCs增殖和分化情况。结果两组BMSCs继续培养7d后，增殖仍然活跃，有部分细胞向神经元和胶质样细胞分化，呈Brdu，GFAP、BrdU/NeuN和TH阳性表达，但GDNF组的增殖力更强，向神经元和TH神经元分化的数量明显多于对照组（P〈0．05）。结论GDNF能促进BMSCs的增殖和诱导BMSCs分化成神经元和胶质样细胞，其中少部分可分化为TH神经元（即DA能神经元）。     

大鼠骨髓间充质干细胞神经分化潜能的体内外研究

目的 体内外研究大鼠骨髓间充质于细胞向神经细胞分化的潜能.方法 从大鼠骨髓中分离培养得到的BMSCs传至5代后分为A组,无诱导剂组;B组,神经细胞诱导组;C组,成骨诱导组;D组,脂肪细胞诱导组.流式细胞仪检测细胞的免疫表型.A,B两组行神经细胞相关蛋白检测;C组行茜素红染色,D组行油红O染色.将Hoechst3258标记的第5代BMSCs立体定向植入(n=10只)大鼠顶叶皮质,4周后观测.结果 BMSCs表面CD29、CD44、CD90阳性,CD31、CD34、CD45阴性.在体外,A组细胞仅Nestin阳性,B组细胞Nestin、MAP2、NSE、GFAP均呈阳性,且形态类似神经细胞.C组经诱导后可见矿化结节.D组细胞浆内出现脂肪滴.大鼠脑内移植部位可见Hoechst3258染色阳性的BMSCs.并呈Nestin,MAP2、NSE、GFAP阳性.结论 体外BMSCs易于分离、培养及扩增.BMSCs具有多向分化潜能,可通过诱导向脂肪、成骨及神经细胞分化.在体外能自发表达神经干细胞相关蛋白,在大鼠脑内可自发向神经细胞分化.     

骨髓源性神经干细胞诱导分化为多巴胺能神经元的实验研究

目的探索骨髓基质细胞(BMSCs)诱导分化为神经干细胞及多巴胺能神经元的分化条件和发生机制,比较不同血清浓度、不同白介素-1(IL-1α)及不同胶质细胞源神经营养因子(GDNF)浓度及不同组合浓度等诱导条件下BMSCs分化情况;为BMSCs在神经科学领域内的应用奠定基础。方法以成年SD大鼠BMSCs为实验对象,利用IL-1α、胶质细胞系来源GDNF等作为增殖及分化诱导因子,进行增殖培养、分化诱导;免疫细胞法进行细胞性质鉴定。结果加入GDNF、IL-1 α增殖培养诱导6 d,部分细胞有神经巢蛋白成分表达;三周测出 DA受体D2检测阳性,GDNF IL-1α组与 GDNF组及IL—1α组比较分化率更加显著(P<0．05)。结论 BMSCs在体外培养条件下,联合GDNF 和IL-1α诱导分化并配合使用高浓度血清(10％)可获得神经巢蛋白阳性的神经前体细胞及表达D2受体阳性的多巴胺能神经元;骨髓源性神经干细胞可以诱导分化为多巴胺能神经元。     

人β-NGF及BDNF基因共转染对大鼠骨髓基质细胞分化的影响

目的 探讨人β-神经生长因子(β-NGF)和脑源性神经营养因子(BDNF)基因共转染对大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)分化的影响. 方法 梯度离心法分离培养大鼠胫股骨骨髓中BMSCs,用Src癌基因同源区3抗体(SH3)的免疫细胞化学染色鉴定BMSCs.按照3μL脂质体/1μg(3 μL)pSVCEP NGF/BDNF-CAT质粒的比例共转染第一代BMSCs,并转染pEGFP-C1质粒作为转染的标记.BMSCs培养4周后,荧光显微镜观察增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的表达并计算转染率,细胞免疫荧光染色后用激光扫描共聚焦显微镜观察表达产物以及BMSCs分化情况. 结果 体外培养能够获得纯化的原代和传代BMSCs,传代后仍然保持增殖和分化功能;免疫组化SH3染色阳性证实为纯化的BMSCs.人β-NGF/BDNF基因共转染BMSCs后,BMSCs能够稳定和持续表达NGF和BDNF;BMSCs也能表达Nestin、NSE、NF-M和GFAP. 结论 经脂质体介导的外源性目的 基因NGF/BDNF cDNA均能分别和共同在BMSCs中成功表达,基因转染后的BMSCs能诱导分化为神经前体细胞或神经样细胞.     

骨髓间充质干细胞向多巴胺能神经元的诱导分化

背景：近年来研究发现,神经营养因子在骨髓间充质干细胞的分化中发挥重要作用。目前脑组织中具有再生能力的神经干细胞在体外是否具有直接诱导骨髓间充质干细胞分化为多巴胺能神经元的作用还未见报道。 目的：观察大鼠间充质干细胞在胶质细胞源性神经营养因子与神经干细胞共培养两种诱导条件下体外分化成多巴胺能神经元的能力。 方法：分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,取第3代细胞分2组培养,一组细胞应用胶质细胞源性神经营养因子单独诱导,另一组细胞与已培养成球的神经干细胞共培养进行诱导,共培养之前行Brdu标记。诱导3 d后以免疫组织化学法检测各组贴壁细胞神经元特异性标志物神经原纤维和多巴胺能神经元特异性标志物酪氨酸羟化酶的表达,观察间充质干细胞的分化情况。 结果与结论：胶质细胞源性神经营养因子单独诱导组间充质干细胞在诱导24 h后胞体回缩呈锥形,突起延长且数量增多,有神经元样形态,且细胞间相互连接成网络状,3 d后部分细胞表达神经原纤维,其中少部分同时表达酪氨酸羟化酶。与神经干细胞共培养组神经干细胞球很快解离,迅速贴壁,共培养的贴壁细胞大量增殖且多呈神经元样,胞体细长多突起,相互间连接成网,多数贴壁细胞分别单独表达神经原纤维和酪氨酸羟化酶,少数细胞可见Brdu/神经原纤维,Brdu/胶质纤维酸性蛋白,Brdu/酪氨酸羟化酶双标阳性。提示间充质干细胞在胶质细胞源性神经营养因子、神经干细胞存在的情况下可定向转化为神经元,并有向多巴胺能神经元分化的可能。在该实验条件下胶质细胞源性神经营养因子效果好于神经干细胞。     

Bone mesenchymal stromal cells stimulate neurite outgrowth of spinal neurons by secreting neurotrophic factors

It has been demonstrated that bone mesenchymal stromal cells (BMSCs) stimulate neurite outgrowth from dorsal root ganglion (DRG) neurons. The present in vitro study tested the hypothesis that BMSCs stimulate the neurite outgrowth from spinal neurons by secreting neurotrophic factors. Spinal neurons were cocultured with BMSCs, fibroblasts and control medium in a non-contact system. Neurite outgrowth of spinal neurons cocultured with BMSCs was significantly greater than the neurite outgrowth observed in neurons cultured with control medium or with fibroblasts. In addition, BMSC-conditioned medium increased the length of neurites from spinal neurons compared to those of neurons cultured in the control medium or in the fibroblasts-conditioned medium. BMSCs expressed brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF). The concentrations of BDNF and GDNF in BMSC-conditioned medium were 132±12 and 70±6 pg ml(-1), respectively. The addition of anti-BDNF and anti-GDNF antibodies to BMSC-conditioned medium partially blocked the neurite-promoting effect of the BMSC-conditioned medium. In conclusion, our results demonstrate that BMSCs promote neurite outgrowth in spinal neurons by secreting soluble factors. The neurite-promoting effect of BMSCs is partially mediated by BDNF and GDNF.     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导向神经元样细胞分化的实验研究

目的研究大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）离体分离和培养方法,探讨碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、表皮生长因子（EGF）、全反式维甲酸（RA）、神经营养因子（BDNF）在体外诱导BM—SCs向神经元样细胞分化的作用。方法采用出生3周SD大鼠的全骨髓细胞进行培养,传至第3代时,分为三组：A组,bFGF＋EGF＋RA进行诱导分化;B组,BDNF＋RA进行诱导分化;C组,RA诱导分化。在倒置显微镜下每日观察、记录BMSCs的诱导分化情况,并应用免疫细胞化学技术对细胞进行兔抗神经元特异性烯醇化酶（NSE）单抗鉴定。结果A组诱导5d后有大部分细胞具备神经元样细胞形态,胞体呈锥形或圆形,有较长单极或多极的突起,有NSE阳性细胞表达。而B组可有部分NSE阳性细胞、C组细胞有少量NSE阳性细胞。结论bFGF＋EGF＋RA、BDNF＋RA和RA均可在诱导BMSCs向神经样元细胞分化,bFGF＋EGF＋RA组更优于和BDNF＋RA组及RA组。     

Bone marrow stromal cells promote neurite outgrowth of spinal motor neurons by means of neurotrophic factors in vitro

Transplantation of bone marrow stromal cells (BMSCs) into spinal cord injury models has shown significant neural function recovery; however, the underlying mechanisms have not been fully understood. In the present study we examined the effect of BMSCs on neurite outgrowth of spinal motor neuron using an in vitro co-culture system. The ventral horn of the spinal grey matter was harvested from neonatal Sprague–Dawley rats, cultured with BMSCs, and immunostained for neurofilament-200 (NF-200). Neurite outgrowth of spinal motor neurons was measured using Image J software. ELISA was used to quantify neurotrophic factors such as brain-derived neurotrophic factor (BDNF), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) and nerve growth factor (NGF) in culture media, and antibodies or exogenous neurotrophic factors were used to block or mimic the effect of BMSCs on neurite outgrowth, respectively. The results showed that neurite outgrowth significantly increased in spinal motor neurons after co-cultured with BMSCs, while the secretion level of BDNF, GDNF and NGF was dramatically elevated in co-culture. However, the neurite outgrowth-promoting effect of BMSCs was found to significantly reduced using antibodies to BDNF, GDNF and NGF. In addition, a fraction of BMSCs was found to exhibit NF-200 immunoreactivity. These results indicated that BMSCs could promote neurite outgrowth of motor neurons by means of neurotrophic factors. The findings of the present study provided new cues for the treatment of spinal cord injury.     

Bone mesenchymal stromal cells stimulate neurite outgrowth of spinal neurons by secreting neurotrophic factors

Abstract

It has been demonstrated that bone mesenchymal stromal cells (BMSCs) stimulate neurite outgrowth from dorsal root ganglion (DRG) neurons. The present in vitro study tested the hypothesis that BMSCs stimulate the neurite outgrowth from spinal neurons by secreting neurotrophic factors. Spinal neurons were cocultured with BMSCs, fibroblasts and control medium in a non-contact system. Neurite outgrowth of spinal neurons cocultured with BMSCs was significantly greater than the neurite outgrowth observed in neurons cultured with control medium or with fibroblasts. In addition, BMSC-conditioned medium increased the length of neurites from spinal neurons compared to those of neurons cultured in the control medium or in the fibroblasts-conditioned medium. BMSCs expressed brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF). The concentrations of BDNF and GDNF in BMSC-conditioned medium were 132±12 and 70±6 pg ml^?1, respectively. The addition of anti-BDNF and anti-GDNF antibodies to BMSC-conditioned medium partially blocked the neurite-promoting effect of the BMSC-conditioned medium. In conclusion, our results demonstrate that BMSCs promote neurite outgrowth in spinal neurons by secreting soluble factors. The neurite-promoting effect of BMSCs is partially mediated by BDNF and GDNF.