低氧促进神经干细胞增殖分化过程中低氧诱导因子-1α表达的变化

目的:观察小鼠胎脑皮质神经干细胞(NSCs)在体外低氧条件下细胞增殖与分化以及低氧诱导因子-1α(HIF-1α)的表达情况,分析HIF-1α对NSCs增殖与分化的作用。方法:体外低氧条件下(3%O2)培养扩增胚鼠皮质来源的细胞,实验分低氧1、2、3、4d组,常氧组为对照。免疫细胞化学染色法鉴定神经干细胞及其子代细胞,RT-PCR检测实验组细胞HIF-1α mRNA的表达。结果:低氧4d组细胞呈HIF-1α阳性,其余HIF-1α为阴性。实验组神经元特异性烯醇酶(NSE)平均灰度值进行性增加。各实验组HIF-1α mRNA与对照组相比具有显著性差异。结论:在低氧能促进NSCs的增殖与分化过程中,HIF-1α表达变化可能在其中发挥了重要作用。     

缺氧对体外培养的鼠胚皮质神经干细胞增殖、分化及凋亡的影响

探讨缺氧对体外培养的鼠胚大脑皮质神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖、分化及凋亡的影响,为NSCs移植治疗缺血缺氧性脑损伤病变提供实验依据。本研究对孕14d(E14)大鼠取鼠胚脑皮质悬浮培养、贴壁诱导分化。取悬浮培养的第三代NSCs分为实验组(10%O2、5%O2)和正常对照组(20%O2),实验组又以缺氧干预的时间不同分为24、72、120h3个组。通过MTT法和BrdU标记法检测缺氧对NSCs增殖的影响,采用caspase-3检测细胞凋亡情况。缺氧培养后再用10%胎牛血清培养基进行诱导分化,用MAP2免疫荧光染色检测缺氧对NSCs向神经元方向分化的影响。结果显示:(1)10%O272h组和5%O272h组均可诱导NSCs增殖,尤以前者最为明显;(2)10%O2120h组和5%O2120h组均可致NSCs凋亡;(3)5%O2组尤以72h组可诱导NSCs向神经元方向分化。本研究结果提示缺氧可影响NSCs的增殖、分化和存活,适度缺氧可诱导离体培养的大鼠脑皮质NSCs增殖,并可向神经元方向分化,而缺氧时间延长可致NSCs凋亡。     

Wnt/β-Catenin对低氧诱导绿色荧光蛋白小鼠神经干细胞体外增殖的影响

目的:体外观察低氧对绿色荧光蛋白(GFP)小鼠神经干细胞(NSCs)增殖的影响,并探讨Wnt/β-catenin通路在此过程中的作用。方法:经低氧(3±2)%O_2和常氧205O_2培养GFP小鼠海马组织NSCs,通过NSCs克隆形成率检测、BrdU掺入法和四唑盐比色法(MTT)法检测细胞增殖情况;脂质体介导法将NSCs转染β-catenin,通过免疫细胞化学染色、Western印迹法检测β-catenin表达情况,MTT法检测转染β-catenin后低氧对NSCs增殖的影响。结果:低氧组细胞克隆球形成率、BrdU阳性细胞数量、NSCs增殖活性、NSCs内β-catenin表达均显著高于常氧组;转染β- catenin的NSCs经低氧培养后,NSCs增殖活性明显高于未转染组。结论:体外低氧培养能促进NSCs增殖和NSCs内β-catenin表达;增加NSCs中β-catenin表达能促进低氧培养下NSCs的增殖。表明Wnt/β-catenin通路具有促进低氧诱导NSCs增殖的作用。     

促红细胞生成素促进体外鼠胚脑皮质神经干细胞增殖

目的检测体外培养SD大鼠胚脑皮质神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖和分化的生物学特性,为NSCs研究提供适宜的细胞模型;探讨促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)对NSCs增殖的影响,为NSCs的相关研究提供实验依据。方法本研究对孕14d(E14)SD大鼠取鼠胚脑皮质悬浮培养、贴壁诱导分化。采用光电镜观察,以nestin免疫荧光染色鉴定NSCs,微管相关蛋白2(microtubule associated protein2,MAP2)和神经胶质原纤维酸性蛋白(glia fibrillary acid protein,GFAP)检测NSCs分化。取第三代(P3)NSCs向悬浮培养基中添加不同剂量的EPO,通过四甲基偶氮唑蓝(MTT)检测法检测NSCs的增殖情况。结果分离E14dSD大鼠胚脑皮质,在添加B27、bFGF、EGF的无血清培养基中培养,可形成大量悬浮的神经球并可进行体外扩增传代,神经球内的细胞均呈Nestin阳性、BrdU阳性。在添加10%胎牛血清的培养基中,神经干细胞可自然分化为神经元和神经胶质细胞。与对照组对比,加入≥5U/mlEPO后MTT检测NSCsOD值明显增高。结论 SD大鼠胚脑皮质体外培养可得到大量增殖的神经干细胞并能分化为神经元和神经胶质细胞,EPO可促进体外NSCs的增殖。     

己烯雌酚对体外培养胎鼠中脑NSCs增殖分化的影响

为观察己烯雌酚对体外培养的胎鼠中脑神经干细胞(NSCs)增殖分化的影响,将孕14d的SD大鼠胎鼠中脑取出,制成单细胞悬液行悬浮培养,5d后行NSCs鉴定、传代及诱导分化实验。实验分空白对照组和己烯雌酚组(浓度分别为10-9、10-8、10-7mol/L)。在倒置显微镜下观察各组细胞的存活及生长状况,免疫荧光化学方法行NSCs鉴定及诱导分化后神经元特异烯醇化酶(NSE)及神经胶质酸性蛋白(GFAP)表达情况的检测。结果显示:己烯雌酚浓度在10-8mol/L时中脑NSCs增殖、分化明显,并能提高神经元的分化率。由此说明己烯雌酚对中脑NSCs的增殖分化具有促进作用,并能促进其向神经元分化。     

人参皂苷Rb1对体外培养胎鼠神经干细胞增殖及分化的影响

目的:探讨人参皂苷Rb1对体外培养胎鼠神经干细胞(NSCs)增殖和分化的影响及其可能的作用机制。方法:分离培养胎鼠皮层NSCs,CCK-8法及BrdU掺入法测定不同浓度人参皂苷Rb1对NSCs增殖的影响,确定促进NSCs增殖的最佳人参皂苷Rb1浓度;细胞免疫荧光法检测各组β-Ⅲtubulin、GFAP及DAPI的表达,计算GFAP/DAPI、β-Ⅲtubulin/DAPI百分比;Western Blot、CCK-8法测定PI3K/Akt抑制剂LY294002干预下Akt、磷酸化Akt(p-Akt)蛋白表达水平及其OD值。结果:人参皂苷Rb1能够促进体外培养的NSCs增殖,最佳浓度为1μmol/L;不同浓度人参皂苷Rb1组GFAP/DAPI及β-Ⅲtubulin/DAPI百分比与对照组相比无显著性差异(P0.05);但人参皂苷Rb1组(1μmol/L)的OD值及p-Akt蛋白水平均较对照组高(P0.01),且这种作用可以被LY294002逆转。结论:人参皂苷Rb1在一定浓度范围内可以促进体外培养神经干细胞的增殖,PI3K/Akt信号通路在人参皂苷Rb1促进神经干细胞增殖作用中发挥重要作用。     

音猬因子对神经干细胞增殖与分化的影响

目的 探讨音猬因子(SHH)对神经干细胞(NSCs)增殖与分化的影响. 方法从大鼠胚胎端脑皮质及海马分离培养的NSCs分为SHH组、RA组和PBS组.分别用SHH、维甲酸(RA)及PBS条件培养液处理后,通过免疫细胞化学等方法检测NSCs的增殖及分化情况.结果体外培养的NSCs能快速增殖并形成神经球,其中的细胞均表达NSCs特异性标志物nestin.BrdU作用于NSCs 3 h后,SHH组的BrdU阳性率明显高于RA组和PBS组,而RA组和PBS组之间无显著差异.当NSCs在分化条件培养液中培养7d后,SHH组和RA组中的βⅢ-tubulin阳性率及Rip阳性率显著高于PBS组,SHH组又显著高于RA组和PBS组.结论 SHH可以促进NSCs增殖及其向神经元和少突胶质细胞的分化.     

胎鼠脊髓神经干细胞与颌下腺颗粒曲管细胞联合培养的研究

目的研究颌下腺颗粒曲管细胞(GCT细胞)对脊髓神经干细胞(NSCs)增殖分化的影响。方法取胎鼠脊髓NSCs原代和传代培养,取成年雌、雄大鼠GCT细胞原代和传代培养,实验分为3组:NSCs和GCT细胞联合培养组;雌、雄大鼠GCT细胞培养上清液与NSCs培养液混合后培养NSCs;NSCs培养液组为对照组;免疫荧光细胞化学方法进行细胞鉴定,MTT法对比各组NSCs增殖活力。结果NSCs与GCT细胞联合培养7 d后Nestin阳性神经球数多于单独培养,雄性大鼠GCT细胞混合培养液组NSCs增殖活力最强,对照组NSC最弱,雌性混合培养液组介于两者之间。鉴定细胞球Nestin阳性,各组均有少量贴壁分化细胞。结论大鼠GCT细胞分泌物促进NSCs增殖,抑制分化,雄性大鼠GCT细胞作用比雌性大鼠显著。     

NMDA受体亚单位在离体大鼠海马神经干细胞中的表达

为了研究早期离体培养的胎鼠海马神经干细胞(NSCs)中NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B的表达,分离、培养、传代孕18～19d胎鼠海马NSCs,对NSCs进行nestin和分化鉴定。通过免疫荧光反应和RT-PCR法检测原代培养、传代1次、传代2次的NSCs中NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B的蛋白和mRNA表达。结果显示,从孕18～19d的胎鼠大脑海马分离培养出的NSCs,NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B的免疫荧光反应均呈阳性,这三种受体亚单位的mRNA在海马NSCs上均被检测到。上述结果提示,离体培养的胎鼠早期海马NSCs能稳定表达NMDA受体亚单位NR1、NR2A和NR2B。     

小鼠脑皮质神经干细胞体外培养及miRNAs影响其分化能力

目的系统建立小鼠脑皮质神经干细胞(NSCs)体外培养的技术平台,并探索一组microRNA对NSCs分化能力的影响。方法胎鼠(E14)脑皮质分离NSCs进行体外培养;免疫荧光法检测NSCs向神经元和星型胶质细胞的自然分化;Real-time定量PCR筛选一组分化前后表达水平有显著性差异的microRNA;应用新一代脂质体高效转染NSCs,将该组microRNA或其抑制物导入NSCs;Western blot检测导入的RNA序列对NSCs分化能力的影响。结果基于小鼠NSCs体外培养模型,筛选出一组NSCs分化前后表达水平存在显著性差异的microRNA(miR-124,137,128)。Western blot结果显示miR-124的反义链能够明显下调β-tubulinⅢ的表达(P<0.01),过表达miR-137和miR-128后β-tubulinⅢ的表达量有所升高。结论脂质体转染技术能够将miRNAs高效导入NSCs中;microRNA-124,137,128能够影响NSCs的分化。     

大鼠胚胎神经干细胞与永生化神经干细胞系C17.2定向分化为神经元潜能的差异

目的 对比大鼠早期胚胎神经干细胞( NSCs)与永生化神经干细胞系C17.2(C17.2-NSC)定向分化为神经元潜能的差异,确立适用于诱导NSCs定向分化为神经元高内涵药物筛选的NSCs筛选模型. 方法 C17.2-NSC、17d胚胎海马NSCs(E17-NSC)及11d胚胎大脑皮层NSCs(E11-NSC)均设定对照组和实验组,对照组与实验组的细胞在含有2％ (v/v) B27的DMEM/F12培养液中,分别经0μmol/L和1μmol/L维甲酸(RA)在37℃、5％CO2常规培养条件下诱导分化5d,通过免疫组织化学技术检测对照组与实验组中NSCs或前体细胞特异性标志蛋白巢蛋白(Nestin)及神经元特异性标志蛋白βⅢ微管蛋白(Tuj1)表达量的差异. 结果 与对照组相比,C17.2-NSC经1μμmol/L RA诱导后未定向分化为神经元,而E17-NSC及E11-NSC经1μmol/L RA诱导后可有效定向分化为神经元. 结论 相对于C17.2-NSC,大鼠早期胚胎NSCs定向分化为神经元的潜能更强,适用于诱导NSCs定向分化为神经元的高内涵药物筛选.     

全反式维甲酸促鼠胚神经干细胞向神经元分化中BMP-2的表达及意义

目的 探讨全反式维甲酸（all-trans-retinoic-acid, ATRA）体外促NSCs分化为神经元的过程中,BMP-2表达的变化及意义。 方法 1.0 μmol/L ATRA诱导体外培养的鼠胚神经干细胞,诱导3、5、7、　9 d后,采用免疫细胞化学、qPCR、Western-Blot检测BMP-2表达变化。 结果 无ATRA干预时BMP-2表达量较高,随着诱导时间的延长,BMP-2表达逐渐降低,分化7～9 d时表达最低。 结论 BMP-2在　NSCs体外分化的的早期表达较高,在NSCs分化为神经元过程中逐渐下调,表明ATRA诱导NSCs向神经元的分化与BMP-2信号的抑制有关。     

不同氧体积分数对人胚胎干细胞基因表达谱的影响

背景：低氧培养人胚胎干细胞的相关研究主要集中在干细胞多能性的维持及分化方面,而低氧对人胚胎干细胞基因表达水平的影响研究甚少。 目的：观察不同氧体积分数对人胚胎干细胞基因表达谱的影响。 方法：分别在低氧(体积分数5%O2)和常氧(体积分数21%O2)的条件下持续培养FY-hES-7细胞,收集晚期(第52代)细胞,运用全基因组表达谱芯片技术检测不同氧体积分数组FY-hES-7细胞的基因表达谱,并进行差异基因的功能富集分析及通路分析。 结果与结论：与常氧组相比,低氧组表达上调(>2倍)的基因1 840个,表达下调(>2倍)的基因1 676个。利用基因本体分析发现低氧组表达上调基因与细胞表面受体信号转导、免疫反应、离子转运、生物代谢及细胞活动等功能相关,而表达下调基因则与转录调控,依赖DNA的转录调控、神经分化、细胞形态、胚胎形态、胚胎器官及各系统发育等功能相关。通路分析发现低氧组表达上调的基因与细胞因子受体的相互作用、免疫反应以及造血系统等通路的改变相关,而表达下调的基因则多与胚胎发育及肿瘤通路改变相关。不同氧体积分数下长期培养的人胚胎干细胞基因表达谱存在明显的差异,低氧组出现差异表达基因的功能分析表明低氧有助于人胚胎干细胞的自我更新,防止分化及降低成瘤性。     

小鼠胚胎干细胞来源的神经干细胞的稳定传代体系探索

目的探讨体外诱导、获取均一的神经干细胞群(NSCs)的有效方法,并建立神经干细胞体外稳定传代扩增体系。方法首先采用无血清的诱导培养基贴壁诱导mESCs形成神经上皮祖细胞(NPCs)。然后将经添加表皮生长因子(EGF)和成纤维细胞生长因子-2(FGF2)的无血清培养基短暂悬浮培养后的NPCs再贴壁培养,诱导形成NSCs。通过细胞系46C监测NPCs的形成,同时对分化细胞进行定量PCR和免疫荧光染色,在不同水平检测细胞分化效果。结果 mESCs神经诱导5 d出现大量Sox1+的NPCs;NPCs悬浮培养后,进一步诱导可得到形态均一的NSCs。第2代和第6代NSCs的神经干细胞标志定量PCR检测结果为:Pax6、Nestin、Mash1、BLBP高表达。第8代NSCs免疫荧光染色显示90%以上的细胞均为Nestin、RC2和Pax6阳性。结论成功诱导mESC生成神经干细胞群,并且可以在体外连续稳定的传代。     

质粒重编程诱导多潜能干细胞及定向分化神经干细胞

目的 　探讨游离质粒载体重编程诱导小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts, MEFs)为非整合型诱导多潜能干细胞,并在体外定向分化为神经干细胞(neural stem cells, NSCs), 为神经干细胞移植治疗神经损伤提供稳定、安全的细胞来源。 方法　使用电转仪将质粒pEP4-EO2S-ET2K转入小鼠MEFs, 经诱导培养重编程为诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs), iPSCs在不同诱导培养基中经2次悬浮及贴壁培养分化为NSCs,在体内及体外实验鉴定iPSCs多向分化潜能特性及NSCs特性。 结果　体内外实验显示iPSCs具有与胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)相似的多向分化潜能, 且不整合外源性基因。iPSCs进一步分化的NSCs其相关标志基因表达与野生型NSCs相近,且较iPSCs显著增加,免疫荧光显示NSCs高表达NSC标志物 NESTIN及PAX6,在体外存活能分化为神经元、少突胶质细胞及星形胶质细胞。 结论　游离质粒能重编程诱导非整合型iPSCs, 并定向分化为神经干细胞及神经元, 是神经损伤修复的理想种子细胞。     

髓鞘结合糖蛋白抑制神经干细胞向神经元分化和轴突生长

目的： 观察来源于胚胎大鼠海马神经细胞的特征;观察髓鞘结合糖蛋白(MAG)对神经干细胞的增殖、分化及神经元轴突生长的影响。方法: 从胚胎鼠的海马提取细胞进行体外培养,应用免疫荧光染色法检测神经干细胞(NSCs)标志蛋白nestin和doublecortin的表达。应用BrdU掺入法检测不同剂量的MAG-Fc对NSCs增殖的影响。免疫荧光染色法观察各种亚型神经细胞的比例并比较神经元样细胞的轴突长度。结果: 来自SD大鼠16 d 胚胎海马的细胞明显表现出神经干细胞的特征。神经干细胞分化7 d 后,对照组新生成的β-tubulin Ⅲ阳性细胞的比例为18.17%±2.79%,其轴突长度为(136.27±33.66)μm。MAG-Fc (200 μg/L)处理后,β-tubulin Ⅲ阳性细胞比例和轴突长度分别显著减少为10.05%±3.42% (P<0.01)和(84.87±24.94)μm(P<0.01)。增殖实验表明,不同浓度的MAG-Fc对神经干细胞的BrdU整合比率无明显影响(P>0.05)。结论: MAG-Fc对神经干细胞向神经元样细胞的分化及其轴突的生长均有抑制作用,但对神经干细胞的增殖无明显影响。     

绿色荧光蛋白、菲立磁体外双标记神经干细胞及其活性的研究

目的探索用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)重组逆转录病毒和菲立磁(超顺磁性氧化铁,,Superparamagnetic Iron Oxide,SPIO)体外双标记神经干细胞的可行性及其对细胞活力的影响。方法用病毒介导的GFP基因转导大鼠胚胎神经干细胞。用SPIO和Lipofectamine体外磁化标记经GFP标记的胚胎神经干细胞。用荧光显微镜观察双标记神经干细胞,并行普鲁士蓝染色,了解转染成功率。MTT(四甲基偶氮唑蓝)法检测标记神经干细胞的细胞增殖活力。结果双标记神经干细胞分化的细胞荧光显微镜下观察见发出绿色荧光,普鲁士蓝染色呈阳性。而未标记神经干细胞荧光显微镜下观察未见发出绿色荧光,普鲁士蓝染色呈阴性。MTT法检测发现GFP和SPIO双标记神经干细胞的增殖活力与未标记神经干细胞相比无改变。结论绿色荧光蛋白重组逆转录病毒和菲立磁可以有效地标记体外分离培养的大鼠胚胎神经干细胞。双标记神经干细胞的增殖、分化活力与未标记神经干细胞相比无改变。