Upregulation of neural growth-associated protein and neural cell adhesion molecule in mouse olfactory epithelium and axons after unilateral removal of the olfactory bulb

The expression of synaptosomal-associated protein (SNAP-25), neural growth-associated protein (GAP-43) and neural cell adhesion molecule (NCAM) were studied in mouse olfactory cells and axons for 2 weeks following unilateral bulbectomy. The olfactory cells and axons in the control olfactory epithelium were positive for SNAP-25 but levels decreased in the atrophic olfactory epithelium 3 days after bulbectomy. There was no expression of SNAP-25 in the olfactory epithelium on the bulbectomy side 7 days after bulbectomy, indicating that this protein may be a good marker for the degeneration of olfactory cells. The expression of NCAM was still found in the atrophic olfactory epithelium at 7 days after bulbectomy, while the expression of NCAM in the olfactory epithelium of the bulbectomy side was stronger than that on the control side at 14 days after bulbectomy. The expression of GAP-43 in the olfactory axonal bundles of the bulbectomy side at 3 and 4 days after bulbectomy was stronger than that on the control side. These results suggest that upregulation of NCAM may be related to the regeneration of the olfactory cells, with upregulation of GAP-43 probably playing a role in axonal regeneration after bulbectomy. Received: 6 January 1998 / Accepted: 22 April 1998     

大鼠嗅上皮神经干细胞的分离及培养

目的：从新生及成年大鼠嗅上皮分离培养嗅上皮神经干细胞（NSC）,研究其增殖及分化特性。方法：采用含10％胎牛血清的DMEM／F12（1：1）培养液,分离、培养生后第3天和硫酸锌原位创伤后6d的成年大鼠嗅上皮NSC,应用间接免疫荧光染色鉴定培养的NSC及分化的特异性神经细胞类型,四甲基偶氮唑盐法（MTT）测定嗅上皮NSC的生长曲线及生长因子的影响。结果：从生后第3天和成年大鼠嗅上皮分离、培养出巢蛋白免疫反应阳性而细胞角蛋白免疫反应阴性,并能分化为神经元和星形胶质细胞的NSC。生后第3天和成年大鼠嗅上皮NSC生存能力的差异无统计学意义（P〉O．05）,细胞克隆形成率为0．05％～0．10％。碱性成纤维细胞生长因子可以显著促进嗅上皮NSC的增殖。结论：从生后第3天和成年大鼠嗅上皮可培养出具有自我复制和多向分化潜能的NSC。     

Immunohistochemical observations of dividing cells in olfactory epithelium using anti-BrdU antibody

Summary To examine the dividing cells in the olfactory epithelium, an experiment using a novel immunohistochemical technique with bromodeoxyuridine (BrdU) was performed. Tissue specimens were obtained from the olfactory epithelium of guinea pigs at days 7 and 21 after olfactory nerve axotomy. BrdU uptake was detected in the epithelial cell layer directly above the basal cell layer rather than in the basal cells per se. The BrdU-immunoreactive cells were found more numerously at 7 days than at 21 days after axotomy. The basal cells showed no immunoreaction to the anti-BrdU antibody on either day. The cells reacting with the anti-BrdU antibody also showed no reaction to the anti-cytokeratin antibody used to identify the basal cells. These findings indicate that the cells showing mitotic activity have characteristics different from those of basal cells, which has been considered previously to be the precursors of regenerating olfactory receptor cells.     

胚胎型神经细胞黏附分子在人嗅黏膜内的发育表达

目的：探讨胚胎发育期人嗅黏膜内胚胎型神经细胞黏附分子(E-NCAM)的表达变化规律及生理功能。方法：使用免疫组织化学方法对人胚胎发育不同时期嗅黏膜内E-NCAM的表达情况进行检测。结果：E-NCAM的表达开始于胚胎发育的第14周，阳性反应位于嗅神经元细胞胞体、树突、轴突及固有层内的嗅神经纤维束；随胚胎发育阳性细胞数目逐渐增多，嗅神经纤维束染色逐渐增强；第28周达峰值后逐渐下降。在发育不同时期，E-NCAM阳性细胞均位于黏膜层的中下部分，黏膜顶层的支持细胞和嗅神经元胞核不表达E-NCAM。结论：E-NCAM的表达同相应的神经元可塑性变化有一致的时序，在胚胎发育前期E-NCAM的高表达，有助于正在分化的神经元生长；发育后期E-NCAM表达下调，有助于成熟神经元细胞的形态结构的稳定性。     

二甲胺四环素对嗅感觉神经元凋亡的保护作用

目的：观察二甲胺四环素对慢性鼻窦炎大鼠嗅感觉神经元（OSNs）凋亡的保护作用。方法：将大鼠随机分为对照组（A组）、鼻窭炎造模组（B组）和鼻窦炎加二甲胺四环素组（C组）,于不同时间取材,用苏木精-伊红染色观察嗅上皮厚度及上颌窦黏膜病理变化,用免疫组织化学染色检测Caspase-3表达阳性细胞。结果：苏木精-伊红染色镜检发现上颌窦黏膜病理学改变：A组明显轻于B组和C组,B、C两组嗅上皮厚度差异有统计学意义（P〈0．05）,免疫组织化学镜检发现B、C两组Caspase-3阳性细胞表达差异有统计学意义（P〈0．05）。结论：二甲胺四环素能抑制鼻窦炎大鼠模型Caspaser-3的表达,可能成为治疗嗅觉障碍的有效药物。     

嗅上皮的组织块培养法

目的建立并优化组织块法嗅觉受体神经元（olfactory receptor neurons,ORNs）原代培养体系。方法以鼠尾胶原为培养底物,取新生小鼠鼻中隔和筛甲的嗅上皮进行原代培养。观察包括ORNs在内的各种细胞的形态和分布特点,经免疫组化和扫描电镜证实本原代培养体系内各种细胞的属性以及ORNs的分化程度。结果组织块培养法所得为一混杂的培养体系,除ORNs外还有基底细胞、嗅鞘细胞、纺锤形细胞及成纤维细胞等。其中基底细胞和纺锤形细胞在形态和免疫表型上均具有ORNs前体细胞的特点。优化培养体系后,可得到分化成熟的ORNs并可在体外稳定存活9天以上。结论本培养方法避免了使用消化酶,可以稳定的得到分化成熟的ORNs。     

流感病毒感染后小鼠嗅感觉神经元的凋亡与再生

目的 研究病毒感染后小鼠嗅感觉神经元的凋亡和再生，探讨病毒感染后嗅觉障碍(PVOD)的发病机制。方法 经前鼻孔接种流感病毒，感染实验动物的鼻腔；TUNEL技术检测嗅感觉神经元凋亡；BrdU掺入单克隆抗体标记技术检测基底细胞增殖。结果 ①流感病毒感染后嗅感觉神经元凋亡显著增多，恢复期凋亡细胞逐渐减少。②基底细胞增殖早期有所增多，随后减少至和凋亡细胞相当的水平。结论 流感病毒感染可有效地诱导嗅感觉神经元凋亡，并促进基底细胞增殖；基底细胞增殖不足以补充嗅感觉神经元凋亡，导致嗅感觉神经元总数减少。     

嗅神经离断后大鼠嗅黏膜气味受体的表达变化

明显减少,差异具有统计学意义(t=63.960,P=0.000).随着术后恢复时间的延长,嗅神经离断侧再生嗅黏膜表达Olr1493基因受体的细胞逐渐增多,至第6周时基本和对照侧一致,分别为(417.8±32.4)个和(445.3±10.0)个,差异无统计学意义(t=2.600,P=0.060).结论 大鼠嗅神经离断后再生嗅感觉神经元及其受体数量可以恢复至正常水平,表达位置亦未发生变化.     

鼻内镜治疗慢性鼻窦炎嗅觉障碍的临床病理学研究

目的探讨鼻内镜治疗慢性鼻窦炎嗅觉障碍的临床疗效与嗅黏膜病理学变化的关系。方法对52例(104侧)嗅觉障碍病人行功能性鼻内镜手术(FESS),同时辅助药物治疗,并对治疗前后嗅黏膜进行了组织学观察及统计学分析。结果104侧嗅黏膜术前均发现有病理组织学的改变,以嗅细胞的减少占首位,为73%(73/100);其次是嗅上皮萎缩,为49%(49/100);4侧呼吸上皮化生。Ⅰ型与Ⅱ型相比术前嗅细胞减少、嗅上皮萎缩,差异有统计学意义(P<0.05)。术后随访6个月,嗅觉恢复66.3%,嗅觉改善23.1%,为嗅上皮正常或轻中度病变者;嗅觉无变化10.6%,为嗅上皮中重度病变和呼吸上皮化生者。各临床分型于术前、术后在嗅细胞减少、嗅上皮萎缩,差异有统计学意义(P<0.01)。结论慢性鼻窦炎分型与嗅上皮病理学变化明显相关,嗅细胞减少、嗅上皮萎缩是嗅觉障碍的病理学基础,鼻内镜技术是治疗嗅觉障碍的有效方法,药物治疗明显提高疗效。     

倍他米松对大鼠离体嗅感觉神经元cAMP的影响

目的 观察倍他米松对大鼠嗅感觉神经元内环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）的影响，探讨糖皮质激素治疗嗅觉障碍的可能机制。方法取10只大鼠，提取嗅感觉神经元细胞膜蛋白，加入终质量浓度为0．1mg／ml和1．0mg／ml的倍他米松预孵育，采用酶联免疫吸附实验观察不同孵育时间点（5min和30min）环核苷酸门控通道（cyclic nucleotide-gated channel，CNG通道）配体cAMP生成量的变化。结果0．1mg／ml和1．0rag／ml倍他米松可提高大鼠嗅感觉神经元中cAMP生成量，同一时间点两个浓度相比差异具有统计学意义（P值均〈0．05）；倍他米松预孵育5min后即引起cAMP浓度的快速升高，直到30min仍维持较高水平，同一浓度两个时间点比较差异无统计学意义（P值均〉0．05）。结论倍他米松可使嗅感觉神经元内cAMP生成量增多，且1．0mg／ml倍他米松的作用大于0．1mg／ml的倍他米松。糖皮质激素对嗅觉障碍的治疗作用可能与嗅觉信号转导过程中腺苷酸环化酶-环磷酸腺苷通路强化有关。     

上呼吸道感染后嗅觉障碍患者嗅上皮超微结构观察

目的通过对上呼吸道感染后嗅觉障碍的患者鼻腔大体及嗅上皮超微结构的研究，从形态学上观察嗅觉减退或丧失的超微结构改变。方法选择上呼吸道感染后嗅觉减退或丧失患者10例，用T＆T嗅觉测试法测试患者的嗅觉功能。常规前鼻镜、鼻内镜下对鼻腔大体结构进行观察，鼻内镜下钳取嗅区黏膜行透射电镜超微结构观察。结果上呼吸道感染后嗅觉障碍患者嗅黏膜超微结构有以下变化：①嗅上皮结构层次仍能保持，但细胞间隙增宽；②上皮表面嗅泡明显减少，即使嗅泡存在，其末端的纤毛也明显减少，部分嗅泡呈空泡状改变；③微绒毛细胞和支持细胞表面的微绒毛减少或缺失；④支持细胞的细胞核变形或固缩，嗅细胞的树突水肿变形，细胞器减少。结论上呼吸道感染后嗅觉功能障碍与嗅黏膜上皮超微结构的改变密切相关。患者嗅泡及嗅泡内纤毛缺失，微绒毛细胞及支持细胞的微绒毛减少是引起嗅觉减退的主要原因，支持细胞胞核的变形及嗅细胞树突的形态学改变与嗅觉改变相关。     

大鼠嗅球神经干细胞的超微结构

目的研究体外培养的大鼠嗅球神经干细胞(neuralstemcell,NSC)的超微结构。方法采用添加丝裂原的无血清培养基分离、培养出生后第1天大鼠嗅球NSC,分别于培养后1周,1个月及2个月收集NSC,2.5%戊二醛固定,行扫描电镜及透射电镜观察。结果体外培养的NSC呈圆形或椭圆形,表面有微突起或微绒毛,细胞核浆比例高,稀少的细胞浆中有多少不等的未成熟线粒体、核糖体及高尔基复合体。不同培养时期的神经球内未分化NSC的结构大致相同,均有分裂增殖细胞及少数凋亡细胞。培养1～2个月后出现存在粗面内质网及粗长突起的分化细胞。相邻分化细胞的突起间有缝隙连接。结论体外培养的大鼠嗅球NSC保持原始细胞的形态和结构,并能分化成神经细胞。     

神经元核心抗原在小鼠嗅球和嗅上皮发育中的表达

目的：探讨神经元核心抗原（NeuN）在嗅球和嗅上皮发育过程中的表达特性和意义。方法：在小鼠胚胎发育9．5、11．5、14．5、17．5d,出生当天和3个月成年个体的头部切片标本中,以免疫荧光染色方法检测NeuN的表达。结果：刚出生小鼠嗅球内层状结构尚不明显,NeuN表达于嗅球周边区域。在3个月大成年小鼠,嗅球的层状结构已清晰可见,NeuN表达阳性的成熟神经元主要聚集于接近嗅球中心的颗粒细胞层。位于嗅上皮的双极嗅感觉神经元在小鼠胚胎和成年个体中均未见NeuN表达。结论：NeuN通常被认为表达于几乎所有部位的成熟神经元。但在嗅球和嗅上皮中,NeuN只表达于成熟嗅球中的颗粒细胞层。小鼠出生到发育为成熟个体的过程中,NeuN表达阳性的成熟神经细胞由周边逐渐向嗅球中心迁移,可能与气味模式的形成有关。     

嗅感觉神经细胞的分离与培养

目的 建立哺乳动物嗅感觉神经细胞体外培养的方法。方法取成年家兔的嗅区粘膜,用胰酶和胶原酶消化法进行嗅感觉神经细胞的分离与原代培养,并应用抗神经微丝蛋白(NFP)抗体、抗嗅觉标记蛋白(OMP)抗体进行免疫细胞化学染色,同时采用甲苯胺蓝神经特异性染色和扫描电镜对其进行鉴定。结果 从嗅粘膜分离以及原代培养得到的嗅感觉神经元,光镜、电镜下为典型的双极神经元,OMP、NFP阳性,神经元特异性染色阳性。分离的嗅感觉神经元可在体外存活数小时,其细胞形态、生存数量和存活时间均能满足体外实验的基本要求。结论 本实验在家兔建立了较稳定、可靠的嗅感觉神经细胞分离和原代培养方法。为深入开展嗅感觉神经细胞的离体研究,提供了较为理想的材料来源和技术保障。     

慢性鼻窦炎嗅觉障碍的嗅粘膜病理学观察

目的观察慢性鼻窦炎嗅觉障碍患者的嗅粘膜病理变化及其与嗅觉障碍的治疗和预后的关系。方法对２３例住院行鼻内窥镜手术治疗的鼻窦炎患者的嗅粘膜进行了组织学观察。术前嗅觉检查均为嗅觉缺失，失嗅时间５～３０年，平均１１．８年。男１５例，女８例，年龄２６～７１岁，平均４８岁。结果２３例（２３侧）嗅粘膜均发现有病理组织学的改变，其中程度不等的嗅上皮萎缩１０侧次（４３．５％），程度不等的嗅细胞减少１６侧次（６９．６％），呼吸上皮化生６侧次（２６．１％），嗅腺粘液腺化生１０侧次（４３．５％）。术后随访２～６个月，嗅觉恢复或改善者１６例（６９．６％），为嗅上皮正常或轻中度病变者。嗅觉无变化７例（３０．４％），为嗅上皮中重度或重度病变者。结论嗅上皮病变程度与术后嗅觉恢复程度成正相关，嗅细胞的数量减少越明显，嗅觉障碍治疗的预后越差。     

Effect of cryopreservation on proliferative features of neural progenitor cells derived from olfactory bulb of embryonic rat

Objective

Stem cell research offers unique opportunities for developing new medical therapies for devastating diseases and a new way to explore fundamental questions of biology. The use of olfactory bulb neural progenitor cells for transplantation requires efficient recovery methods and cryopreservation procedures. The purpose of this study was to determine cryopreservation techniques for neural progenitor cells derived from olfactory bulb (OB NPCs) of embryonic rat.

Methods

Initially, we compared the survival rates of cryopreserved OB NPCs using three cryoprotectants: dimethyl sulfoxide (DMSO), ethylene glycol (EG) and glycerol with or without 10% FBS. Cells were held at liquid nitrogen (−186 °C) for 7 days (“short-term storage”) or 6 months (“long-term storage”). We assessed OB NPCs recovery efficiency after freezing and thawing by viability testing, colony-forming ability and immunocytochemistry under different conditions.

Results

The survival rate of cryopreserved-thawed OB NPCs was estimated by counting colony numbers under a stereomicroscope. No significant difference in survival rate was observed between cryoprotectants.

Conclusions

These observations indicate that cryopreservation of OB NPCs is possible for up to 6 months in optimal conditions without losing proliferation activity.     

大鼠嗅感觉上皮发育及嗅细胞凋亡的研究

目的 探讨神经特异性烯醇酶（NSE）、嗅细胞标记蛋白（OMP）及细胞凋亡在不同胎龄大鼠嗅黏膜中的表达。方法 免疫组化方法检测NSE及OMP在不同孕期大鼠嗅上皮中的表达及其规律。TUNEL方法检测不同孕期大鼠嗅上皮中凋亡细胞并计算细胞凋亡指数（AI）。结果 E13d鼻腔黏膜中即有NSE阳性表达,细胞数量多。E13d嗅上皮中未见OMP阳性表达细胞。在E14d,嗅上皮中出现嗅OMP阳性细胞,数量少,随胎龄增加阳性细胞数量增多,至17d达高峰并逐渐趋于稳定。E13～E15d细胞凋亡数量较稳定,至E16d凋亡细胞数量明显增加,达到高峰,E18～E21d凋亡细胞数量逐渐减少渐趋于稳定。E16dAI与其他d数差异有统计学意义。结论 E14d嗅黏膜中已有发育成熟的嗅细胞,数量少,胚胎发育后期大鼠嗅化学感受器发育已趋于成熟。在嗅上皮发育过程中存在细胞凋亡,E16d嗅细胞凋亡出现一高峰,细胞凋亡在嗅觉发育过程中起重要作用。     

嗅神经切断对小鼠嗅感觉神经元的影响

目的分析嗅神经切断对小鼠嗅感觉神经元（olfactory receptor neurons，ORN）凋亡情况的影响，并探讨这一造模方法的可靠件。方法取2月龄C57小鼠33只，随机分组后，实验组小鼠行嗅神经切断术，通过辣根过氧化物酶（horseradish peroxidase，HRP）顺行神经示踪验证造模成功与否。以脱氧核苷酸转移酶介导的牛物素dUTP缺口末端标记技术（TdT mediated deoxyuridine triphosphate—biotin nick end labelling，TUNEI。）观察术后8h、2d、3d和5d嗅上皮中ORN的凋亡情况，同时在蛋白和mRNA水平观察成熟ORN的特异性标记蛋白——嗅标记蛋白（olfactory marker protein，OMP）在嗅上皮巾的表达情况。结果嗅神经切断术后嗅球中无HRP标记。TUNEL和OMP阳性反应发生于ORN，嗅神经切断术后TUNEL阳性细胞数显著增多，并于术后第2天达到高峰，与此同时OMPmRNA的表达水平开始显著下降，并住术后第5天降至更低，嗅上皮的厚度也相应变薄。结论本实验所采取的造模方法可以较可靠地切断小鼠的嗅神经，并造成小鼠嗅上皮中ORN的同步凋亡。     

嗅神经切断术后白血病抑制因子在嗅上皮中的表达

目的分析白血病抑制因子(leukemiainhibi-toryfactor,LIF)与嗅感觉神经元(olfactoryreceptorneurons,ORNs)再生的关系。方法建立嗅神经切断的小鼠动物模型,在术后8小时、2天、3天和5天分别通过免疫组化和相对半定量RT-PCR的方法,在蛋白和mRNA水平观察LIF及其特异性受体LIF-R在嗅上皮中的表达情况。结果LIF和LIF-R的表达都是在术后8小时迅速、一过性地上升,随后又迅速恢复至对照组水平。LIF由残留的ORNs表达,LIF-R则由基底细胞和嗅鞘细胞(olfactoryensheathingcells,OECs)表达。结论LIF是在ORNs凋亡再生机制中较早表达的一种细胞因子,凋亡中的ORNs产生并分泌的LIF作用于基底细胞和嗅鞘细胞,从而启动调节ORNs再生的一系列分子机制。     

Age-related changes in dividing cells of the olfactory epithelium of the maturing guinea pig

Changes in dividing cells of the olfactory epithelium from guinea pigs of different ages were examined by immunohistochemical staining using anti-proliferating cell nuclear antigen antibody. Numerous dividing cells were scattered diffusely in the basal layer of the olfactory epithelium at 1 and 2 months following birth and then gradually decreased with maturation until 4 months. Findings then remained constant between 4 and 24 months. Subsequently, cell numbers were found to decrease as animals became older. The number of olfactory receptor cells did not vary significantly between 1 and 30 months. Although no correlation could be found between the numbers of dividing cells and olfactory receptor cells, it is still possible that the longevity of the olfactory receptor cells changes to maintain the overall size of the neuronal population. Received: 18 February 1998 / Accepted: 9 April 1998