定向诱导人尿液细胞源性多能干细胞向多巴胺能神经元的分化

目的探讨定向诱导人尿液来源诱导性多能干细胞(U-iPS)向多巴胺(DA)能神经元分化。方法单层贴壁法体外培养U-iPS,通过时向性添加TGF-β及BMP信号通路抑制剂,SHH细胞因子,GSK3β抑制剂Chir99021将U-iPS诱导为DA能神经前体细胞(NPCs),通过添加BDNF/GDNF等细胞因子将其进一步分化为DA能神经元。在诱导分化的4个时间点(第0天、7天、14天及25天)采用RT-qPCR和免疫荧光检测多能干细胞标志物Oct4与Nanog的表达;NPCs标志物Nestin、Pax6和Foxa2的表达;DA神经前体细胞标志物Lmx1a和En1的表达;神经元标志物Tuj1的表达以及DA能神经元标志物TH的表达情况。以人皮肤成纤维细胞来源的iPS(F-iPS)向DA能神经元的诱导分化作为对照进行分化效率的比较。结果 U-iPS在第0天表达多能干标志物Oct4和Nanog;诱导第7天能转化为Nestin、Pax6及Foxa2阳性的NPCs;第14天转化为Lmx1a和En1阳性的DA能神经前体细胞;第25天分化得到的神经元样细胞表达神经元标志物Tuj1,其中部分细胞表达DA能神经元标志物TH。各时间点神经类细胞标志物的表达与F-iPS诱导分化得到的神经类细胞标志物的表达差异无统计学意义(P0.05)。结论 U-iPS细胞具有向DA能神经元分化的潜力,能在体外经过诱导分化得到TH阳性的DA能神经元,且与F-iPS向DA能神经元分化的效率无明显差异。     

转录因子Pitx3和Nurr1在中脑多巴胺能神经元终末分化中的表达特点

目的:探讨转录因子垂体同源盒家族因子3(Pitx3)和孤儿核受体相关因子1(Nurr1)在多巴胺(DA)能神经元终末分化中的表达特点。方法:采用免疫荧光方法检测体外培养的中脑源性神经干细胞(mNSCs)诱导分化后和大鼠胚胎发育至出生腹侧中脑Pitx3、Nurr1和酪氨酸羟化酶(TH)的表达。结果:(1)体外培养的mNSCs诱导分化48 h的Map-2阳性细胞不表达Pitx3、Nurr1和TH;分化7 d的TH阳性细胞均表达转录因子Pitx3和Nurr1;(2)在大鼠腹侧中脑黑质(SN)、腹侧被盖区(VTA)和中缝背核(DRN)可见大量TH与Pitx3(或Nurr1)共表达的神经元;(3)Pitx3和Nurr1阳性细胞主要分布于E16.5、P0大鼠SN、VTA和DRN区,其中Pitx3阳性细胞还少量分布于腹侧中脑非DA能神经元区域,Nurr1阳性细胞在腹侧中脑分布范围较Pitx3更广泛。结论:转录因子Pitx3、Nurr1在中脑DA能神经元的终末分化和生存维持中起重要作用。     

骨髓源性神经干细胞去甲肾上腺素神经递质变化的实验研究

目的研究骨髓源性神经干细胞在体外培养及诱导分化条件下能否分泌去甲肾上腺素(NE).方法分离兔骨髓基质细胞(BMSCs),在体外应用神经干细胞培养液和诱导分化因子使其分化为神经干细胞及神经元样细胞,采用免疫细胞化学方法进行鉴定;应用高效液相色谱法(HPLC)检测其NE的含量.结果BMSCs培养7～14 d免疫细胞化学鉴定Nestin抗原阳性;培养20 d可见长突起神经元样细胞,神经核蛋白(NeuN)呈阳性表达;HPLC检测神经干细胞培养液及L-02肝细胞等阴性对照组及BMSCs(0～5 d)组未检测到NE,骨髓源性神经干细胞(培养7 d、14 d)及神经元样细胞(培养20d)均可检测到NE.随着培养天数的增加,所含的NE浓度也逐渐增加(P＜0.01).结论在适宜条件下,兔BMSCs可在体外分化成神经干细胞及神经元样细胞,并合成和分泌NE.     

音速波状蛋白与成纤维细胞生长因子-8联合诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为多巴胺能神经元

目的 探讨音速波状蛋白(SHH)与成纤维细胞生长因子-8(FGF-8)促进大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)体外定向分化为多巴胺(DA)能神经元的作用.方法 体外分离、扩增和鉴定大鼠BMSCs.碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)预诱导24h后,SHH与FGF-8联合诱导大鼠BMSCs向DA能神经元分化12d,免疫细胞化...     

人骨髓间充质干细胞体外诱导分化为多巴胺能神经元

目的:联合应用不同生长因子与血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)体外诱导人骨髓间充质干细胞(hBMSCs),探讨体外hBMSCs向神经元和多巴胺能神经元分化的潜能。方法:获得正常人BMSCs并纯化,先用碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和表皮细胞生长因子(EGF)进行预诱导,再用胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)和血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)联合诱导第3代生长良好的BMSCs向神经元分化。利用倒置显微镜观察BMSCs分化过程中细胞形态的变化;通过RT-PCR方法检测诱导前后神经元特异性烯醇化酶(NSE)、多巴胺能神经元特异性标记物酪氨酸羟化酶(TH)的表达情况。结果:不同浓度的AngⅡ诱导2周后,应用倒置显微镜观察到各组BMSCs具有典型神经元样的细胞形态,大多呈双极、多极和锥形;RT-PCR方法检测显示NSE、TH的基因表达量在诱导组较其对照组有显著性增加(P<0.05)。结论:多种生长因子联合AngⅡ可以在体外诱导人BMSCs分化为多巴胺能神经元样细胞。     

外源性Nurr1基因过表达对SK-N-SH细胞分化作用的研究

为研究外源性Nurr1基因过表达对转染细胞的作用,探讨Nurr1基因调控多巴胺能神经元分化的机制。本研究应用:(1)pBK- RSV -Nurr1质粒经脂质体法转染SK- N- SH细胞,G418筛选;用RT PCR和免疫细胞化学方法检测基因转染细胞Nurr1mRNA及Nurr1蛋白的表达; (2)all- trans- RA、9- cis- RA、forskolin诱导基因转染细胞,RT PCR及免疫荧光细胞化学方法检测基因转染细胞MAP2 和TH的表达。结果显示: (1)经RT -PCR检测,基因转染细胞表达Nurr1mRNA;免疫细胞化学染色结果显示基因转染细胞表达Nurr1蛋白,说明外源性Nurr1基因在转染细胞内过表达;基因转染细胞形态与正常细胞相比没有明显变化,生长速度略有降低并表达成熟神经元的特异性标识物MAP2,但不表达多巴胺能神经元的特异性标识物TH。(2)尽管RA、forskolin诱导可促进Nurr1基因转染的SK- N- SH细胞进一步向成熟神经元分化,但不能诱导基因转染细胞表达TH。结论:单纯的Nurr1过表达可以促进SK- N- SH细胞向成熟神经元方向分化,但不足以激活TH基因转录。TH基因的转录激活还需要除Nurr1以外的其它细胞(或神经元)的环境或因子的共同作用。     

MiR-125a-5p靶向APC激活经典WNT信号通路促进hiPSCs分化为多巴胺能神经前体细胞

目的通过调节miR-125a-5p的表达实现人诱导性多能干细胞(hiPSCs)向多巴胺(DA)能神经前体细胞及DA能神经元的高效转化。方法应用MicroRNAs高通量测序与分析,miR-125a-5p的筛选、靶基因(APC)的预测与验证;miR-125a-5p前体miR-125a慢病毒载体的构建与包装,miR-125a-5p过表达hiPSCs细胞株的构建、筛选及其向多DA能神经前体细胞与DA能神经元的诱导分化;免疫细胞化学、实时定量PCR(qRT-PCR)及蛋白印迹(WB)法检测miR-125a-5p过表达hiPSCs与对照hiPSCs向DA能神经前体细胞及DA能神经元诱导分化过程中神经前体细胞标志物Nestin、底板细胞标志物Foxa2、DA能神经前体细胞标志物En1、DA能神经前体细胞分选标志物Corin、神经元标志物Tuj1及DA能神经元标志物TH的表达。结果 MiR-125a-5p在hiPSCs向DA能神经前体细胞及神经元诱导分化过程中的表达呈递增趋势,miR-125a-5p靶向调节经典WNT信号通路关键因子APC,稳定过表达miR-125a-5p的hiPSCs细胞株能向DA能神经前体细胞及DA能神经元分化,其诱导分化效率与对照hiPSCs相比在神经前体细胞(NPCs)阶段FOXA2、EN1、CORIN的表达明显增高,神经元阶段TH、DAT和Nurr1的表达明显增高,提示过表达miR-125a-5p的hiPSCs具有更好的向DA能神经前体细胞及DA能神经元的诱导分化潜能。结论 MiR-125a-5p能通过靶向下调APC的表达激活经典WNT信号通路活性,促进hiPSCs向DA能神经前体细胞及DA能神经元的诱导分化。     

银杏内酯B体外诱导神经干细胞向多巴胺能神经元分化

目的:探讨银杏内酯B(GKB)对大鼠中脑神经干细胞(NSCs)体外诱导分化为多巴胺能神经元的作用。方法:采用无血清培养技术从大鼠胚胎中脑组织中分离培养出神经干细胞克隆球,然后分为2组诱导分化,对照组分化培养液中仅含10%FBS,银杏内酯B组在对照组分化培养液的基础上加入终浓度为40μg/ml的银杏内酯B。2周后免疫印迹检测分化的细胞中多巴胺能神经元发育和分化调节因子Nurr1蛋白的表达情况;免疫荧光检测分化神经元中酪氨酸羟化酶(TH)标记的多巴胺能神经元数量和分化情况。结果:对照组Nurr1蛋白相对表达量很低,仅有极少量的神经干细胞分化为不成熟的多巴胺能神经元;银杏内酯B组Nurr1表达显著升高,分化的多巴胺能神经元较多,且细胞形态较成熟,突起较丰富。结论:银杏内酯B具有诱导中脑NSCs向多巴胺能神经元分化的作用,其作用机制可能与上调Nurr1表达有关。     

灯盏花素注射液对骨髓间充质干细胞的诱导分化

目的探索灯盏花素注射液体外诱导大鼠骨髓间充质细胞(BMSCs)分化为神经元和胶质细胞的可行性。方法贴壁法分离纯化SD大鼠骨髓间充质细胞。第4代细胞行表型鉴定后,用灯盏花素注射液诱导,每6h倒置相差显微镜观察形态变化,免疫细胞化学染色鉴定诱导后细胞的神经元特异性稀醇化酶(NSE)、神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达情况,四甲基偶氮唑盐(MTT)检测不同浓度灯盏花素注射液诱导后细胞的活力,流式细胞术及RT-PCR检测诱导前后细胞中NSE、GFAP mRNA的表达变化。结果BMSCs表型鉴定为CD44+、CD54+、CD34-,诱导18h后BMSCs胞体开始收缩,有突起伸出,24h后突起增多形成网络结构。免疫细胞化学染色,NSE阳性表达率为(48.7±3.4)%,GFAP阳性表达为(56.8±4.2)%,流式细胞仪检测诱导24h后的细胞NSE及GFAP蛋白表达量均较未诱导组升高,RT-PCR检测诱导后细胞表达NSE、GFAP mRNA,未诱导的细胞则不表达。结论灯盏花素注射液可诱导大鼠骨髓间充质细胞在体外分化为神经元和神经胶质细胞。     

胶质细胞源性神经营养因子促进中脑源神经干细胞增殖和向多巴胺能神经元分化

目的:探讨胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)对中脑源神经干细胞(mNSCs)增殖、分化能力和表达垂体同源盒家族因子3(Pitx3)、孤儿核受体相关因子1(Nurr1)和酪氨酸羟化酶(TH)蛋白的影响。方法:取E14.5d大鼠中脑组织体外培养原代mNSCs,增殖培养传三代后进行分化实验;使用免疫荧光方法检测培养分化的mNSCs表达Pitx3、Nurr1和TH蛋白。结果:在GDNF作用下,体外培养的mNSCs克隆球直径增大,数量增多;分化的神经元中Pitx3、Nurr1和TH蛋白表达增加(P0.05)。结论:在体外培养条件下,GDNF有促进mNSCs增殖和向多巴胺能神经元分化的作用。     

核受体相关因子1基因转染骨髓源性神经干细胞体外诱导向多巴胺能神经元的分化

背景：核受体相关因子1基因修饰是否促进骨髓源性神经干细胞向多巴胺能神经元分化少见报道。 目的：观察核受体相关因子1基因修饰骨髓源性神经干细胞在体外诱导分化为多巴胺能神经元的作用。 方法：体外培养和纯化大鼠骨髓源性神经干细胞,将骨髓源性神经干细胞分为4组,将未转染的骨髓源性神经干细胞随机分为对照组,脑源性神经营养因子组;将筛选出的重组质粒转染阳性的神经干细胞分为核受体相关因子1组和核受体相关因子1+脑源性神经营养因子组。 结果与结论：RT-PCR显示转染的骨髓源性神经干细胞4 d后核受体相关因子1高表达,分化结果显示：核受体相关因子1+脑源性神经营养因子组细胞内酪氨酸羟化酶在mRNA水平上的表达量最高,神经干细胞贴壁分化后各组酪氨酸羟化酶阳性细胞比例均明显高于对照组,其中以核受体相关因子1+脑源性神经营养因子组分化比例最高,为(52.44±15.9)%。提示核受体相关因子1基因修饰可促进骨髓源性神经干细胞向多巴胺能神经元分化,并通过脑源性神经营养因子的诱导作用,在体外可获得大量的多巴胺能神经元。     

无血清培养条件下诱导胚胎干细胞向多巴胺能神经元定向分化的实验研究

目的 寻求无血清、无饲养层细胞存在的情况下，胚胎干细胞向多巴胺能神经元定向诱导分化的最佳条件。方法 采用阶段诱导的方法，在不同阶段加入不同的生长因子，对新近分离的胚胎干细胞进行分化培养。首先向无血清培养液中分别加入bFGF和LIF，实现由胚胎干细胞向神经前体细胞的定向分化，通过巢蛋白(nestin)免疫细胞化学染色对神经前体细胞进行鉴定；在此基础上，撤除bFGF和LIF，加入B27无血清培养基、IL-1后继续培养，实现由神经前体细胞向多巴胺能神经元的定向诱导分化；通过酪氨酸羟化酶(TH)免疫细胞化学染色对多巴胺能神经元进行鉴定。结果 有85％的细胞团呈nestin免疫阳性着色，多巴胺能神经元的分化比率为13％，较多巴胺能神经元的自然分化比率(4％)有明显提高。结论 在无血清、无饲养细胞的情况下，我们采用阶段诱导的方法，在不同的阶段加入不同的生长因子，可有效诱导多巴胺能神经元的分化，使胚胎干细胞的诱导分化过程更易于操作。     

人Muse细胞体外诱导为神经前体细胞的研究

探讨成人骨髓来源的Muse细胞体外诱导为神经前体细胞的技术方法。从健康成人骨髓中分离出骨髓基质细胞（hBMSCs）,利用流式细胞分选技术从中筛选出Muse细胞,采取免疫荧光细胞化学染色和qPCR技术鉴定Muse细胞的多能干细胞特性;通过神经诱导培养基体外诱导Muse细胞分化为神经前体细胞（Muse-NPCs）,采用免疫荧光细胞化学染色和qPCR技术鉴定其神经干细胞标志物表达情况。从hBMSCs中分选出约0.58%的Muse细胞,Muse细胞表达多能干细胞标志物SSEA-3、Nanog和Oct4,其mRNA表达水平均高于hBMSCs（P＜0.01）;诱导后的Muse-NPCs表达神经干细胞标志物Nestin、βIII-tubulin,其mRNA表达水平均高于hBMSCs及Muse 细胞（P＜0.01）。从成人骨髓中成功分离出具有多能干细胞特性的Muse细胞,用体外诱导形成Muse-NPCs,可为今后细胞治疗修复神经损伤提供新的种子细胞。     

骨髓基质干细胞向神经细胞诱导分化及其机制的研究进展

骨髓基质干细胞是一种存在于骨髓间质中具备多向分化潜能的成体干细胞,其不仅能分化为中胚层起源的骨、软骨和脂肪细胞,还可以在特定条件下诱导分化为神经外胚层起源的神经细胞。主要对骨髓基质干细胞向神经细胞诱导分化及其机制的研究进展作一综述。     

Comparison of neuron-like cells derived from bone marrow stem cells to those differentiated from adult brain neural stem cells

Bone marrow-derived stem/progenitor cells have been shown by independent investigators to give rise to neural-like cells (neurons and glia) both in vitro and in vivo. The objective of the present study was to determine whether nestin-enriched cells derived from bone marrow can differentiate into cells with the same morphological and functional characteristics as neurons derived from adult brain neurogenic zones. Cell culture methods were used for generation of adult bone marrow and brain stem/progenitor cells and for studying their differentiation into neural-like cells. The proportion of cells expressing neuronal markers was greater in cultures derived from adult hippocampal neural stem cells than in the bone marrow-derived cells, but the electrophysiological and functional characteristics of the cells were similar. Action potentials with electrical characteristics corresponding to those exhibited by adult neural stem cell-derived neurons were recorded from approximately 2.5% of patched neuron-like cells differentiated from bone marrow cells. The active uptake of tritium-labeled neurotransmitters gamma-aminobutyric acid ([(3)H]GABA) and dopamine ([(3)H]DA) was measured in both sets of cultures. [(3)H]GABA uptake, but not [(3)H]DA, was significantly increased in differentiated neurons in both neural stem cell cultures and bone marrow-derived cultures. [(3)H]GABA uptake was greater in differentiated neurons derived from brain neural stem cells. In summary, both the nestin-expressing bone marrow and the adult brain neural stem/progenitors developed into cells with morphological, immunocytochemical, and functional characteristics of neurons. Even though a smaller proportion of neuron-like cells was generated from bone marrow-derived progenitors than from brain-derived neural stem cells, these cells may be useful in the cellular therapy of neurodegenerative diseases and traumatic brain and spinal cord injury.     

Study of mechanism of differentiation of bone stromal stem cells into neurons in vitro]

AIM: To explore the mechanism of differentiation of bone marrow stromal cells (BMSCs) into neurons in different micro-environments in vitro. METHODS: BMSCs were isolated from bone marrow of SD rats and cultured and expanded in vitro. After being identified by immunofluorescence staining, the BMSCs labeled with PKH67 were co-cultured with foetal brain neural cells in the same plate well or in two-layer Petri dish. 8 days later, the BMSCs were detected by immunofluorescence staining. RESULTS: After being co-cultured with foetal brain neural cells at the same time, some BMSCs differentiated into neurons. (32.72+/-2.56)% of the BMSCs expressed neuron-specific enolase (NSE) in the co-cultured group, which was obviously much more than that in control group (P <0.05). Only (4.87+/-0.79)% of the BMSCs expressed NSE when the BMSCs co-cultured with foetal brain neural cells in two-layer Petri dish, which had no difference with the control group (P>0.05). The number of differentiated BMSCs was less than that of the co-cultured group (P <0.05). CONCLUSION: In vitro, the local microenvironment formed by neural cells can promote BMSCs to differentiate into neurons, and close contact between BMSCs and neural cells is an important condition that induce BMSC to differentiate into neurons.     

Striatal extracts promote the dopaminergic differentiation of GFP-bone mesenchymal stem cells

Bone mesenchymal stem cells (BMSCs) are an attractive donor graft source because of the potential of self-renewal and multi-direction differentiation. However, it is a great challenge to induce BMSCs to specifically differentiate to dopamine (DA) neurons for the treatment of Parkinson's disease. Because the striatum is the target tissue for the projection of DA neurons in the midbrain, we investigated whether its extracts could promote the dopaminergic differentiation of BMSCs. BMSCs were isolated from green fluorescent protein (GFP) transgenic mice. Flow cytometry was used to identify the expression of CD29 and CD11b in cultured BMSCs; and immunochemical staining was employed to determine the differentiation of BMSCs. Our results showed that striatal extracts could induce differentiation of BMSCs into both neurons and glia, especially the DA neurons. When transplanted to the rat striatum, GFP-BMSCs could differentiate into tyrosine hydroxylase positive neurons and demonstrate potential migration in the brain. Taking together, our results suggest that striatal extracts can specifically promote the dopaminergic differentiation of GFP-BMSCs, thereby providing a feasible strategy for the treatment of Parkinson's disease.