人骨髓间充质干细胞诱导向多巴胺能神经元的分化

背景:体内外研究发现人骨髓间充质干细胞分化为神经元的比率都明显低于胶质细胞,并且这为数不多的神经元会逐渐死亡,而最终存活的细胞中神经元的数量更少.目的:观察人骨髓间充质下细胞体外诱导分化为多巴胺能神经元的潜能.方法:分离纯化和扩增人骨髓间充质干细胞,在体外先用碱性成纤维细胞生长因子和表皮细胞生长因子进行预诱导后,以胶质细胞源性神经营养因子和血管紧张素Ⅱ联合诱导人骨髓间充质干细胞向神经元和多巴胺能神经元分化.观察分化过程中细胞的形态变化.利用免疫组织化学检测神绎元和多巴胺能神经元特异性标志物的表达情况.结果与结论:人骨髓间充质干细胞经诱导后的细胞呈现双极、多极和锥形的典型神经元细胞的形态,明显表达抗人神经巢蛋白[(55.7±4.3)%]和神经元特异性烯醇化酶[(78.2±6.7)%],而且大部分人骨髓间充质干细胞表达酪氨酸羟化酶[(48.5±5.6)%],不表达神经胶质细胞标记物胶质纤维酸性蛋白.提示在适宜的条件下,人骨髓间充质干细胞可分化成神经元和多巴胺能神经元样细胞.     

人骨髓间充质干细胞源性多巴胺神经元的结构和功能特征

背景：研究人骨髓间充质干细胞定向分化为多巴胺神经元及分化后细胞的功能特征，对细胞移植治疗包括帕金森病在内的神经精神性疾病具有重要临床意义。 目的：采用脑源性神经营养因子、forskolin及多巴胺联合诱导人骨髓间充质干细胞向多巴胺神经元定向分化，观察诱导产生的多巴胺神经元的结构和功能。 设计：随机对照观察。 单位：郑州大学及河南大学。 材料：实验于2005-03／2006-09在郑州大学和河南大学实验室完成。实验用骨髓取自15名健康志愿者。脑源性神经营养因子、多巴胺、forskolin及单克隆抗体酪氨酸羟化酶为美国Sigma公司产品。 方法：①通过密度梯度离心获取人骨髓中的单个核细胞，贴壁培养纯化骨髓间充质干细胞。采用50μmol／L脑源性神经营养因子，10μmol／L forskolin和10μmol／L多巴胺联合对骨髓间充质干细胞进行诱导。②诱导2周后应用电子显微镜观察细胞超微结构；免疫细胞化学染色检测神经元烯醇化酶（NSE）和酪氨酸羟化酶（TH）的表达；采用RT-PCR检测多巴胺神经元分化过程中转录因子Nurrl，Ptx3，Lmx1b及酪氨酸羟化酶mRNA表达；同时以未诱导的细胞为对照，应用高效液相色谱检测细胞多巴胺的释放水平。 主要观察指标：①细胞超微结构。②NSE和TH的表达变化。③细胞内关键转录因子及酪氨酸羟化酶mRNA变化。④细胞释放多巴胺情况。结果：①细胞超微结构：诱导2周后细胞胞浆中有大量密集的呈扁平囊状的粗面内质网及其间的一些游离核糖体以及神经微丝的形成。②NSE和TH表达的变化：免疫细胞化学染色结果表明诱导分化后NSE和TH阳性细胞的表达随诱导时间的延长逐渐增高（P〈0．001）。③细胞内酪氨酸羟化酶及关键转录因子变化：RT-PCR结果显示细胞均可表达Nurrl，Ptx3，Lmx1b和酪氨酸羟化酶的mRNA。④细胞释放多巴胺情况：诱导2周后的细胞多巴胺释放水平高于未经诱导的细胞，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论：脑源性神经营养因子、forskolin及多巴胺可在体外诱导人骨髓间充质干细胞向多巴胺神经元分化，并具有多巴胺神经元的结构和功能特征。     

人脐血间充质干细胞向多巴胺能神经元分化的体外诱导

背景:细胞替代治疗帕金森病成为目前研究的一个热点,如何进行体外诱导获得足量的有效多巴胺能神经元是治疗该疾病的一种策略。目的:探讨人脐血间充质干细胞体外诱导分化为多巴胺能神经元的可行性。方法:将传至第5代人脐血间充质干细胞以5×106L-1接种,先用20μg/L表皮生长因子+20μg/L碱性成纤维细胞生长因子预诱导24h后,分为4组:对照组加入含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养液,不加任何诱导液;其余3组分别加入100μmol/L抗坏血酸,1μmol/L全反式维甲酸,50μg/L胶质细胞源性神经营养因子单独或联合进行诱导。结果与结论:各诱导组均表达酪氨酸羟化酶、多巴胺转运体、多巴胺受体D2 mRNA。诱导分化后的细胞能表达神经元、星形胶质细胞特异性抗原。与对照组相比,各诱导组巢蛋白、神经元特异性烯醇化酶、胶质纤维酸性蛋白、酪氨酸羟化酶、多巴胺转运体、多巴胺受体D2阳性细胞率均明显升高(P<0.05);且全反式维甲酸+胶质细胞源性神经营养因子组和3种物质联合诱导组升高幅度高于抗坏血酸组(P<0.05),3种物质联合诱导组升高幅度高于全反式维甲酸+胶质细胞源性神经营养因子组(P<0.05)。结果提示抗坏血酸,全反式维甲酸,胶质细胞源性神经营养因子单独或联合均能促进人脐血间充质干细胞向多巴胺能神经元分化,3种物质联合应用效果最高。     

小胶质细胞活化刺激骨髓间充质干细胞释放胶质细胞源性神经营养因子保护多巴胺能神经元的实验

背景:目前尚未见骨髓间充质干细胞对活化的小胶质细胞特异性反应的报道,且有关骨髓间充质干细胞在特定微环境下如何维持多巴胺能神经元的存活也缺乏相应的实验证据.目的:观察骨髓间充质干细胞在活化的小胶质细胞刺激下保护多巴胺能神经元存活的作用.方法:取Wistar大鼠,贴壁法分离培养骨髓间充质干细胞,体外培养并活化小胶质细胞,酶消化法培养中脑多巴胺能神经元.实验分为5组:骨髓间充质干细胞组;小胶质细胞组;脂多糖+小胶质细胞组;骨髓间充质干细胞+脂多糖+小胶质细胞组;分别取各实验组的培养上清,对中脑多巴胺神经元进行培养.单纯多巴胺能神经元组采用体积分数为10%胎牛血清+DMEM/F12进行培养.采用免疫荧光技术检测不同微环境对多巴胺能神经元存活的影响及不同微环境对骨髓间充质干细胞释放胶质细胞源性神经营养因子的影响.结果与结论:含有骨髓间充质干细胞的实验组胶质细胞源性神经营养因子的释放量均较相应的对照组高.酪氨酸羟化酶免疫荧光染色结果发现,单纯多巴胺能神经元组神经元的存活率为15%;小胶质细胞组多巴胺能神经元的存活率为10%;骨髓间充质干细胞组多巴胺能神经元的存活率为35%;脂多糖+小胶质细胞组多巴胺能神经元的存活率为5%;而骨髓间充质干细胞+脂多糖+小胶质细胞组多巴胺能神经元的存活率达到了28%,高于除骨髓间充质干细胞组外的其他各组(P < 0.05).此外体外培养多巴胺能神经元存活率随培养时间延长下降,但含有骨髓间充质干细胞实验组的多巴胺能神经元存活率明显高于相应对照组.提示小胶质细胞活化刺激骨髓间充质干细胞上调胶质细胞源性神经营养因子表达,使得多巴胺能神经元免受毒素的损害,抑制了多巴胺能神经元的延迟性死亡.     

脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子单独或联合体外诱导人脐带血来源的间充质干细胞向神经样细胞分化

背景:体外培养条件下脐血间充质干细胞可向神经样细胞诱导分化.一定浓度范围的脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子联合体外诱导可获得较高的神经元分化比例.目的:观察脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子单独或联合体外诱导人脐带血来源的间充质干细胞分化成神经样细胞的可行性.方法:取第5代的脐血间充质干细胞,分别用5,10,20 μJ/L的脑源性神经营养因子和5,10,20 μg/L.睫状神经营养因子单独或联合诱导脐血源间充质干细胞向神经样细胞分化,另设空白对照组无任何干预措施.倒置相差显微镜观察细胞形态变化,于实验第1,3,6天分别进行神经元特异性烯醇化酶和胶质纤维酸性蛋白免疫细胞化学染色,并计数分化为神经元样细胞及神经胶质细胞的比例.结果与结论:①向神经细胞诱导后,人脐血源间充质干细胞形态明显改变,胞体收缩,胞核部分折光性增强,出现类似于树突及轴突样结构.②与空白对照组相比,脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子能显著提高人脐血源间充质干细胞分化为神经元的比例.其中20 μg/L.的脑源性神经营养因子联合20 μg/t.睫状神经营养因子诱导人脐血源间充质干细胞分化为神经样细胞的比例最高.提示人脐血间充质干细胞经脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子体外诱导,均能够分化为神经样细胞.     

胶质细胞系源性神经营养因子修饰脂肪间质干细胞与共培养多巴胺能神经元的存活

背景:目前尚未见脂肪间质干细胞体外诱导分化成多巴胺能神经元的报道,且有关脂肪间质干细胞维持多巴胺能神经元存活的机制也缺乏实验证据.目的:观察腺病毒介导胶质细胞系源性神经营养因子基因修饰的脂肪间质干细胞对共培养条件下多巴胺能神经元存活的影响.设计、时间及地点:细胞学体外对比观察,于2007-03/12在吉林省耳鼻咽喉研究所和教育部吉林大学人兽共患病重点实验室完成.材料:3周龄Wistar大鼠、孕14dWistar大鼠由吉林大学白求恩医学院实验动物中心提供.方法:采用pAdTrackCV和pAdEasy-1系统构建重组胶质细胞系源性神经营养因子腺病毒.取孕14 d大鼠,采用酶消化法培养中脑多巴胺能神经元.取Wistar大鼠腹股沟处脂肪,酶消化法分离培养脂肪间质干细胞,体外培养至第3代当细胞生长至60%融合时,以病毒滴度为1 ×109vp/mL的胶质细胞系源性神经营养因子重组腺病毒作用细胞1 h后,转移到生长培养基继续培养,通过ELISA法检测培养上清胶质细胞系源性神经营养因子水平.设立3组:Ad-GDNF转染共培养组、Ad-GFP转染共培养组分别在脂肪间质干细胞经相应病毒转染24 h后加入分离的多巴胺能神经元,继续培养7 d;单纯多巴胺能神经元培养组不加入脂肪间质干细胞.主要观察指标:采用免疫荧光技术检测共培养环境对多巴胺能神经元存活的影响,共培养环境对胶质细胞系源性神经营养因子修饰脂肪间质干细胞分化的影响.结果:脂肪间质干细胞在pAd.GDNF转染24 h后细胞上清中出现胶质细胞系源性神经营养因子蛋白,72 h达高峰,pAd-GDNF对脂肪间质干细胞的转染效率约为80%.酪氨酸羟化酶免疫荧光染色结果发现,Ad-GDNF转染共培养组多巴胺能神经元存活率明显高于单纯多巴胺能神经元培养组、Ad-GFP转染共培养组(55%,15%,25%,P<0.01).对共培养7 d的细胞进行酪氨酸羟化酶免疫荧光染色,分别以波长为488 nm和563 nm进行单通道扫描,未发现同时表达绿色荧光蛋白和酪氨酸羟化酶的细胞,表明此共培养环境可能不具备诱导脂肪间质干细胞分化为多巴胺能神经元的条件.结论:胶质细胞系源性神经营养因子基因修饰的脂肪间质干细胞与胚胎中脑分离出的多巴胺能神经元共培养,能够维持和促进多巴胺能神经元的存活,但可能不具备诱导脂肪间质干细胞分化为多巴胺能神经元的作用.     

胶质源性神经营养因子基因修饰骨髓间充质干细胞与缺氧复氧神经细胞的共培养

背景：课题组前期研究表明,胶质源性神经营养因子基因修饰的骨髓间充质干细胞能稳定地表达胶质源性神经营养因mRNA,但骨髓间充质干细胞/胶质源性神经营养因子分泌的胶质源性神经营养因子蛋白对缺氧复氧损伤的神经细胞是否积极影响,尚不清楚。目的：观察胶质源性神经营养因子基因修饰的骨髓间充质干细胞对缺氧复氧神经细胞的保护作用。方法：胶质源性神经营养因子基因修饰的骨髓间充质干细胞经诱导后与缺氧复氧神经细胞共培养,采用Hoechst33258细胞免疫荧光染色分别检测神经细胞凋亡及生长相关蛋白43在共培养细胞中的表达。结果与结论：骨髓间充质干细胞/胶质源性神经营养因子组的神经细胞凋亡率显著低于骨髓间充质干细胞组和缺氧组（P〈0.05）,骨髓间充质干细胞/胶质源性神经营养因子组表达生长相关蛋白43的吸光度值明显高于骨髓间充质干细胞组（P〈0.05）。提示骨髓间充质干细胞/胶质源性神经营养因子通过抑制缺氧复氧神经细胞凋亡和促进共培养细胞生长相关蛋白4表达发挥神经保护作用。     

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4d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。     

人羊膜上皮细胞分泌神经营养因子诱导人脐血间充质干细胞向神经元样细胞的分化:可能性验证

背景:课题组前期实验已证实人羊膜上皮细胞条件培养液可以诱导人脐血间充质干细胞分化为多巴胺能神经元样细胞,在此过程中人羊膜上皮细胞分泌的神经营养因子及其受体可能起到了重要作用.目的:探讨人羊膜上皮细胞分泌的神经营养因子对人脐血间充质干细胞神经分化的作用.方法:将P1代人脐血间充质干细胞按2×10~8 L~(-1)密度接种,分为3组:对照组加入HG-DMEM培养基;诱导组加入人羊膜上皮细胞条件培养液;阻断剂组预先加入阻断剂K252a工作液,36 ℃孵育40 min后更换为羊膜上皮细胞条件培养液.免疫荧光化学检测诱导后人脐血间充质干细胞神经元特异性烯醇化酶及多巴胺转运体的表达,实时定量PCR法检测诱导后人脐血间充质干细胞中神经元特异性烯醇化酶、多巴胺转运体及酪氨酸羟化酶的表达.结果与结论:人羊膜上清中有神经生长因子和脑源性神经营养因子的表达,且P1代人脐血间充质干细胞表达神经营养因子高黏附性受体Trka及Trkb.诱导48 h后与对照组比较,诱导组及阻断剂组神经元特异性烯醇化酶、多巴胺转运体阳性细胞数均明显增加(P < 0.05),且诱导组阳性细胞数最多(P < 0.05).诱导组、阻断剂组神经元特异性烯醇化酶、多巴胺转运体及酪氨酸羟化酶mRNA含量均显著高于对照组(P < 0.01),且诱导组各基因mRNA含量明显高于阻断剂组(P < 0.01).结果证实人羊膜上皮细胞分泌的神经营养因子对人脐血间充质干细胞的神经分化有重要作用,其促神经分化作用是通过酪氨酸激酶受体介导的.     

胶质源性神经营养因子与白细胞介素1β体外诱导中脑神经干细胞的分化

背景:在神经干细胞移植治疗帕金森病中,移植细胞的数量及多巴胺能神经元的分化比率是必须解决的问题,而有效的神经干细胞体外增殖与多巴胺能神经元的大量定向诱导分化是解决问题的关键所在.目的:探讨胶质源性神经营养因子与白细胞介素1β体外诱导中脑神经干细胞向多巴胺能神经元的分化.方法:分离妊娠12d小鼠胚胎腹侧中脑,经胰酶消化和机械吹打制成单细胞悬液,离心过滤后机械方法传代培养5～7d的神经球,分组进行诱导分化10～12d,待80%细胞从神经球迁移出来,分化为单细胞时,进行免疫细胞化学鉴定及流式细胞术检测酪氨酸羟化酶阳性细胞率.结果与结论:神经球细胞表达巢蛋白抗原,能分化为神经元特异性烯醇化酶和胶原纤维酸性蛋白阳性细胞.胶质源性神经营养因子与白细胞介素1β在体外能明显提高中脑神经干细胞分化为酪氨酸羟化酶阳性神经元的比例,胶质源性神经营养因子诱导组、白细胞介素1β诱导组和两者联合应用均较空白对照组比例高,尤其是两者联合应用作用更显著,说明胶质源性神经营养因子、白细胞介素1β可明显促进中脑神经干细胞分化为数量足够、形态及功能成熟的多巴胺能神经元.