Co-culture with microglia promotes neural stem cells differentiating into astrocytes

Abstract Back ground: Neural stem cells are a kind of self-renewal and multipotency population of the central nervous system (CNS) during development and maintain homeostasis and tissue integrity throughout life. Microglia cells are resident immune cell population of the CNS, which have crucial physiological functions in the developing and adult CNS. In this study, we show that microglia co-cultured with neural stem cells could promote astrogliogenesis of neural stem cells. Methods: Co-culture of microglia and neural stem cells was performed using the 24-well insert plates, neural stem cells were plated in the bottom of the well and the microglia was cultured in the insert, so that both of them were in the same culture medium but they could not touch to each other. Fluorescence staining, Western Blot and RT-PCR were used to detect how the microglia effect on neural stem cells. Prism 3.0 software was used for data analysis and the two-way ANOVA was employed for two-group data analysis. Results: We showed that co-culture of microglia and neural stem cells promoted astrogliogenesis of neural stem cells. Several key genes such as Notch1, Notch2, Notch3 and Hes5 of neural stem cells were down-regulated, meanwhile the critical genes Id1 and Id2 were up-regulated, BMP2 and FGF2 were down-regulated. Conclusions: Our results indicated that microglia as the necessary cell component in the CNS, also acts as a regulator in the process of neural stem cells astrogliogenesis.     

Id2在SVZa神经干细胞向神经元分化中的作用

目的研究DNA结合抑制物2(inhibitor of DNA binding2,Id2)在室管膜前下区(anteriorsubventricularzone,SVZa)神经干细胞向神经元分化中的作用。方法体外分离培养P0昆明小鼠SVZa神经干细胞,正义Id2、反义Id2真核表达质粒转染SVZa神经干细胞,采用流式细胞仪检测在Id2作用下SVZa神经干细胞分化为神经元的比例。采用Western blot检测不同浓度的骨形成蛋白2(bonemorphogenenticprotein2,BMP2)诱导下Id2蛋白的表达变化。结果正义Id2真核表达质粒转染组,SVZa神经干细胞分化为神经元的比例小于空白对照组,反义Id2真核表达质粒转染组,SVZa神经干细胞分化为神经元的比例明显高于空白对照组;随着BMP2浓度的增加,Id2的表达增加。结论Id2抑制体外培养的P0SVZa神经干细胞向神经元方向分化,BMP2可以促进SVZa神经干细胞Id2的表达,它们共同参与调控SVZa神经干细胞向神经元分化的过程。     

神经干细胞增殖分化相关蛋白在左旋单钠谷氨酸大鼠中的变化

目的观察神经干细胞(neural stem cell,NSC)增殖分化相关蛋白在左旋单钠谷氨酸(monosodiumglutamate,MSG)大鼠NSC增殖分化中的作用.方法提取前脑组织蛋白、利用Western blot方法检测NSC增殖分化相关蛋白变化.结果与正常对照组比较,造模后30、60d、MSG大鼠NSC增殖分化相关蛋白Notch1、hes5、Mash1、NeuroD表达水平显著降低,尤以Notch1和hes5更显著(P＜0.01);与实验组比较,左归丸可明显增加Notch1、hes5、Mash1、NeuroD表达水平(P＜0.01).结论MSG显著抑制NSC增殖分化相关蛋白表达水平,左归丸能部份拮抗MSG对NSC增殖分化相关蛋白表达的抑制.Notch和bHLH家族可能与左归丸促进NSC增殖分化作用有关.     

BMSC-CM通过抑制Notch1信号通路减轻H2O2诱导的神经干细胞凋亡

目的 探讨骨髓间充质干细胞条件培养基( BMSC-CM)对氧化应激损伤的神经干细胞( NSCs)的保护作用,以及Notch1信号通路在其中所发挥的作用.方法 通过使用过氧化氢(H2O2)来模拟氧化应激环境,采用流式细胞仪检测NSCs的凋亡率. Western blot法检测Notch1蛋白、Hes1蛋白、含半胱氨酸的天冬氨酸水解酶 3 蛋白 ( Caspase-3 )、Caspase-9、Bcl-2相关蛋白(Bax)蛋白和B细胞淋巴瘤蛋白2 (Bcl-2)的表达量.结果 结果表明,BMSC-CM 可以降低H2O2引起的氧化应激环境的损害. BMSC-CM 可以抑制Notch1信号通路,提高神经干细胞的存活率.结论 BMSC-CM可以通过抑制Notch1 信号通路来中和氧化应激损伤对NSCs细胞凋亡的影响.     

Notch1调控小鼠脑出血后海马神经发生与神经功能恢复

目的 探讨Notch1在小鼠脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)后对海马神经干细胞(neural stem cells,NSCs)分裂方式影响中的作用以及对小鼠ICH后远期神经功能恢复的影响.方法 利用免疫荧光、Western blot、转轮实验和平衡木实验等方法检测小鼠脑出血后海马NSCs的分裂方式情况、Notch1蛋白表达情况和神经功能恢复情况.结果 与Sham组比较,ICH导致小鼠海马NSCs水平分裂的比例明显降低(P＜0.01),同时发现小鼠海马中Notch1的表达也明显降低(P＜0.05).促进ICH小鼠海马中Notch1的表达能够有效地增加小鼠海马NSCs水平分裂的比例(P＜0.01),维持NSCs的数量,同时能够有效地增加ICH后小鼠转轮实验掉落的潜伏期以及小鼠海马中DCX阳性细胞数(P＜0.01),维持神经发生的持续性,另外还能够减少ICH后小鼠平衡木行走实验腿的滑落次数(P＜0.01).结论 Notch1信号可以调控脑出血后小鼠海马NSCs的分裂方式以及促进远期神经功能恢复.     

Id2在成年大鼠喙侧神经干细胞迁移流通道的表达

目的明确Id2在成年大鼠脑内室管膜前下区(SVZa)、喙侧迁移流(RMS)、嗅脑(OB) 3个不同区域内的表达模式.方法用RT-PCR和免疫荧光染色的方法观察成年大鼠SVZa、RMS、OB 3个区域Id2的表达情况.结果成年大鼠脑内SVZa、RMS、OB 3个区域Id2均有不同程度的表达,且在这3个部位中Id2在OB区表达最弱,在SVZa表达较强, 在RMS表达最强.结论确立Id2在成年大鼠SVZa、RMS、OB 3个区域的表达模式,提示Id2可能对成年SVZa神经干细胞的增殖和定向分化起到一定的调节作用.     

TAG-1与神经干细胞分化的相关性研究

目的研究微环境蛋白TAG-1与神经干细胞分化之间的关系。方法使用免疫荧光染色检测神经干细胞中巢蛋白nestin的表达,并过表达TAG-1后使用实时荧光定量PCR技术分析神经干细胞中分化相关蛋白的表达变化。结果体外培养的神经干细胞中过表达TAG—1以后,干性相关基因nestin和转录因子SOX2（SRY—box2）表达降低,神经元标志物神经元微管蛋白β Ⅲ （neuronalclass Ⅲ β-Tubulin,Tujl）和胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表达升高。结论TAG-1可能与神经干细胞的分化存在正相关的关系,其分子调节机制有待进一步研究。     

杜仲诱导大鼠bMSCs分化早期成骨/成脂相关基因表达变化

目的：观察杜仲醇提取物诱导骨髓间充质干细胞（bMSCs）分化早期成骨/成脂相关基因表达变化。方法：培养大鼠bMSCs,用杜仲醇提取物分别诱导bMSCs 8 h,1、3、7 d,采用荧光定量PCR（RT-qFCR）的方法检测成骨相关基因Id4、Runx2、ALP和成脂相关基因PPARγ、Adipoq、aP2的表达变化。结果：Id4诱导3 d后表达略有上调;Runx2基本无变化;ALP诱导7 d后显著升高;PPARγ和aP2诱导3 d达最高峰,然后下调;Adipoq诱导7 d显著上调。结论：杜仲对bMSCs的成骨/成脂分化具有双重调节作用,提示杜仲醇提取物中既含有促成骨分化,也含有促成脂分化的成分。     

分化抑制因子1蛋白和基因在弥漫大B细胞淋巴瘤的表达及意义

目的：观察弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）组织中分化抑制因子1（Id1）蛋白以及骨髓细胞中Id1基因的表达水平,探讨Id1在评价DLBCL患者病情及预后的临床意义。方法收集2011年10月至2014年10月该院收治的初治DLBCL患者40例为观察组,同期淋巴结反应性增生（RH）的初治患者25例为对照组。采用免疫组织化学SP法分别检测Id1在DLBCL组织和RH组织中的表达水平;采用RT‐PCR法分别检测Id1 mRNA在两组患者骨髓细胞中的表达水平。结果观察组DLBCL组织切片Id1蛋白阳性表达率为75．00％（30／40）,而对照组R H组织切片中Id1蛋白阳性表达率为32．00％（8／25）。Id1蛋白在观察组中表达水平明显高于对照组（ P＝0．001）,观察组中的Id1蛋白表达与患者性别、年龄无关（ P＞0．05）,与临床分期、乳酸脱氢酶（LDH）高低、结外器官受累情况等影响患者预后的指标有关（P＜0．05）。Id1基因在观察组患者的骨髓细胞中表达水平明显高于对照组患者骨髓细胞（Id1 mRNA水平2．80±0．87 vs ．1．37±0．51,P＜0．05）,且也与临床分期、LDH高低、结外器官受累情况有关（P＜0．05）。结论 Id1蛋白及Id1 mRNA在DLBCL组织以及骨髓中的表达较RH组织均明显增高,与DLBCL病情预后有关,可能作为未来DLBCL治疗的靶点。     

PDGF对人神经干细胞分化和甲状腺激素受体表达的影响

[目的]探讨血小板衍生生长因子(Platelet-derived Growth Factor,PDGF)在人神经干细胞(Human Neural Stem Cells,hNSCs)定向分化中的作用,以及在hNSCs分化过程中PDGF对甲状腺激素受体(Thyroid Hormonereceptors,TRs)的表达调控。[方法]用免疫细胞化学方法鉴定分化后的细胞类型,分别用半定量RTPCR法、 ELISA法检测不同诱导条件下hNSCs分化前后TRα1、TRα2、TRβ1在转录与翻译水平上的表达变化。 [结果]PDGF诱导hNSCs分化后NF阳性细胞约占80％;TRα1、α2、β1mRNA表达水平分别比10％胎牛血清诱导分化组上调约40％、30％、10％(P<0．05)。TRα、β蛋白质表达趋势为hNSCs>PDGF诱导分化组>血清诱导分化组(P<0．05)。[结论]PDGF能引发hNSCs向神经元分化,同时在转录与翻译水平上调hNSCs分化后TR各亚型的表达,增强甲状腺激素对中枢神经系统发育的重要调控作用。     

γ-分泌酶抑制剂对神经干细胞增殖和分化的影响

目的 探讨γ-分泌酶抑制剂3,5-二氟苯乙酰-L-丙氨酰-S苯基甘氨酸t-丁酯(DAPT)与神经干细胞增殖、分化的关系.方法 分离和体外培养大鼠脑神经干细胞(NSC),采用γ-分泌酶抑制剂DAPT处理后,细胞计数和CCK8检测法观察NSC增殖能力的变化;特异性荧光免疫染色检测NSC诱导定向分化能力的变化;逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测Notch信号途径节点分子基因RBP-Jk和Hes1的表达.结果 DAPT能够明显抑制NSC的增殖能力;与对照组相比,NSC诱导分化为神经元和少突胶质细胞的比例分别由(3.7±1.0)%和(4.8±1.2)%上升为(13.8±1.2)%和(14.8±1.6)%,而分化成星形胶质细胞的比例由(82.8±3.7)%下降为(63.4 ±1.2)%;DAPT能下调NSC的RBP-Jk和Hes1 mRNA的表达.结论 γ-分泌酶抑制剂DAPT能抑制大鼠脑NSC的增殖,改变NSC定向分化的能力,这些作用可能是通过抑制γ-分泌酶而下调Notch信号所致.     

神经干细胞的命运决定机制及其靶点调控的研究进展

神经干细胞（neural stem cells, NSCs）是哺乳动物神经系统中神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞的分化来源。近年来对于NSCs的增殖与分化机制及其在临床治疗神经退行性疾病的研究在世界范围内引起了学者们的极大兴趣。多种细胞调节因子存在于微环境中共同调节NSCs的自我更新、迁移及分化。其中Notch通路,NF-κB通路与Wnt通路尤其作为NSCs发育中的“命运决定者”而受到广泛的关注。它们中的每条通路均具有独自控制分化与增殖的能力。本文针对Notch通路、Wnt通路以及NF-κB通路对NSCs增殖与分化的作用机制进行了归纳与阐述,对其中潜在的药物作用靶点与目前最新的内、外源化合物对NSCs增殖与分化的作用进行了总结,希望对今后神经再生方面的研究提供理论指导。     

HLH缺失型Id2在酵母双杂交系统中的表达及自激活检测

目的:构建HLH结构域缺失的DNA结合抑制因子(Id2)诱饵质粒,并检测其在AH109酵母中的表达及表达产物对酵母的有无毒性作用和对报告基因的有无转激活作用。方法:用重叠延伸PCR方法将Id2中的HLH结构域缺失,并插入到pGBKT7载体,构建BD:Id2-DBM-δHLH融合诱饵质粒,将构建成功的诱饵质粒转化AH109感受态酵母菌中,检测其是否具有自激活作用及对酵母的毒性作用,用Western blot方法检测其在酵母中表达的融合蛋白。结果:成功构建Id2的HLH缺失体,Id2的HLH缺失体在酵母中能够正确表达,对AH109酵母无毒性作用,对报告基因无自激活作用。结论:HLH结构域缺失型Id2蛋白适用于采用酵母双杂交系统筛选其相互作用蛋白。     

pBiFC-VN173-Olig2和pBiFC-VC155-Id4真核表达质粒的构建及其在活细胞内的相互作用

目的构建pBiFC-VN173-Olig2和pBiFC-VC155-Id4真核表达质粒,利用双分子荧光互补(BiFC)技术,在活细胞内直接观察Olig2与Id4的相互作用。方法利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),以新生大鼠脊髓RNA为模板,扩增Olig2和Id4基因,分别定向克隆到pBiFC-VN173和pBiFC-VC155载体中,获得pBiFC-VN173-Olig2和pBiFC-VC155-Id4真核表达质粒。对此2种质粒进行酶切鉴定、测序;用脂质体方法共转染pBiFC-VN173-Olig2和pBiFC-VC155-Id4质粒到人结肠癌细胞系SW-1116细胞中,在荧光显微镜下观察Olig2与Id4之间的相互作用。结果通过酶切鉴定和测序表明成功构建了pBiFC-VN173-Olig2和pBiFC-VC155-Id4真核表达质粒;该质粒能够有效地共同转染到靶细胞,Olig2和Id4在靶细胞中能够高效表达,并可以相互结合出现BiFC荧光信号,且该信号主要分布于胞质中。结论成功构建了用于BiFC技术的真核表达载体,并在活细胞内检测到Olig2和Id4分子的相互结合。     

细胞基因重编程在中枢神经损伤修复中的应用

神经干细胞移植替代治疗已经成为治疗中枢神经损伤的一个重要手段,但其细胞来源由于伦理学和免疫排斥等问题而受到了限制.既往研究认为,非神经细胞不能转变成神经细胞.但诱导型多潜能干细胞出现之后,研究发现,通过细胞基因重编程技术可以将鼠和人的自身体细胞诱导转分化为神经干细胞或各种类型的神经元,从而避免了细胞移植治疗中相关的伦理学问题和免疫排斥反应,表明细胞基因重编程在中枢神经损伤修复中具有很好的应用前景.本文对细胞基因重编程技术在诱导神经干细胞或神经元形成方面的相关研究进展及其在中枢神经损伤修复中的应用进行了综述.     

Transplantation of neural stem cells overexpressing glial cell line-derived neurotrophic factor enhances Akt and Erk1/2 signaling and neurogenesis in rats after stroke

Background Our previous studies have indicated that the beneficial effects of grafting neural stem cells (NSCs) overexpressing glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) in rats after stroke.However,the underlying mechanisms are highly debatable.In this study,we investigated whether neurogenesis,Akt,and extracellular signalregulated kinase 1/2 (Erk1/2) signaling were involved in this process.Methods Transient ischemic stroke were induced by occluding middle cerebral artery for 2 hours and reperfusion.At 3 days after reperfusion,GDNF/NSCs,NSCs,and vehicle were administered.Immunohistochemical staining was used to evaluate neurogenesis by nestin antibody; phosphorylation of Akt and Erk1/2 was investigated by Western blotting analysis.Results Transplantation of GDNF/NSCs and NSCs significantly increased nestin-positive cells compared to control group (vehicle) from 1 to 7 weeks after reperfusion,and GDNF/NSCs showed stronger effect than NSCs at 2 and 3 weeks after reperfusion.Meanwhile,enhanced phosphorylation level of Erk1/2 was observed in the GDNF/NSCs and NSCs groups compared with control group,and phosphorylation level of Erk1/2 in GDNF/NSCs group was remarkably higher than that of NSCs group at any given time.In contrast,expression of mitogen-activated protein kinase phosphatase-1 (MKP-1),known as inhibitor of Erk1/2 signaling,was significantly decreased in the GDNF/NSCs and NSCs groups compared with the control group.Moreover,much enhanced and prolonged phosphorylation level of Akt of GDNF/NSCs group was detected compared with control and NSCs group.Conclusion Grafting GDNF/NSCs enhances neurogenesis and activates Akt and Erk1/2 signaling,that may provide the potential for GDNF/NSCs in stroke treatment.     

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。     

分化抑制因子Id2和Id3在肿瘤细胞中的表达

目的 研究分化抑制因子（Id）基因家族在不同肿瘤细胞及健康人外周单个核细胞（PBMC）中的表达情况，为探讨尉基因与肿瘤生长的关系提供实验依据。方法：提取血液病患者和健康人PBMC、人Burkitt’s B淋巴瘤细胞（Daudi）、人T淋巴细胞性白血病细胞（Jurkat）、人慢性髓性白血病细胞（K562）、人组织细胞性淋巴瘤细胞（U937）、人前列腺癌细胞（PC-3）、人胃癌细胞（SGC）、人肺癌细胞（SPC），人卵巢癌细胞（COC2）的细胞总RNA，根据Id2和Id3cDNA全长序列合成两对引物，运用RT-PCR方法，对以上细胞中Id2和Id3mRNA的表达进行半定量分析。结果：不同的尉基因在不同人肿瘤细胞中的表达具有一定差异性：Id2在健康人PBMC和各类肿瘤细胞中均呈普遍表达趋势；Id3在健康人淋巴细胞中未见表达或表达水平极弱，而在不同肿瘤细胞中的表达有差异．Id3在PC-3中的表达最高，K562中最低。不同的尉基因在同种细胞中的表达的差异性也较大，Id2mRNA的表达水平显著高于Id3mRNA的表达水平。Id2、Id3mRNA在血液病患者PBMC中均有不同程度的的表达。结论：不同的纪基因在不同的肿瘤细胞中有不同的表达水平，Id3的异常表达在肿瘤细胞增殖及肿瘤的发生中可能发挥一定的作用。     

血管内皮生长因子、单核细胞趋化蛋白1、分化抑制因子1在脑胶质瘤中的表达及与血管生成的相关性分析

目的 分析血管内皮生长因子（VEGF）、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、分化抑制因子1(Id1)在脑胶质瘤中的表达及与血管生成的相关性。方法 选取2018年4月—2020年5月湖北省中西医结合医院脑胶质瘤患者150例作为病例组。另选取该院因脑外伤后行颅内减压术的50例非肿瘤患者（正常脑组织）作为对照组。对比两组患者血清VEGF、MCP-1、Id1水平,绘制ROC曲线分析血清VEGF、MCP-1、Id1水平预测脑胶质瘤发生的价值;比较不同级别脑胶质瘤患者血清VEGF、MCP-1、Id1水平及肿瘤微血管密度（MVD）值,Pearson法分析血清VEGF、MCP-1、Id1水平与MVD值的相关性。结果 病例组血清VEGF、Id1水平较对照组高,MCP-1水平较对照组低（P <0.05）。ROC曲线结果显示,血清VEGF、MCP-1、Id1水平及3者联合预测胶质瘤发生的AUC分别为0.873(95%CI:0.823,0.923)、0.776(95%CI:0.699,0.853)、0.898(95%CI:0.850,0.946)、0.908(95%CI:0.851,0.978)。高级别组...