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成体神经干细胞在中枢神经系统疾病中的应用前景
神经干细胞由于具有多分化潜能、自我更新、持久性的特征,在临床医学具有广阔的应用前景,为目前一些难以根治的神经系统疾病带来了新的希望,成为近10多年来神经科学领域研究的热点.
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叶酸联合成体神经干细胞治疗创伤性脑损伤大鼠的实验
目的 观察叶酸联合成体神经干细胞对创伤性脑损伤大鼠的治疗作用,探讨其可能作用机制.方法 120只Wistar大鼠随机分为6组,正常组,模型组,假手术组,叶酸注射组,成体神经干细胞移植组,成体神经干细胞移植+叶酸注射组.倒置显微镜下观察神经干细胞形态学变化；流式细胞仪检测神经干细胞表面标记物CD105、CD45、C D44、CD29的表达；免疫荧光法检测神经元特异性烯醇酶(NSE成熟神经元的特异性标志)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP胶质细胞的标记物)的表达；平衡木实验检测大鼠运动协调与整和能力；Morris水迷宫实验测试各组大鼠的学习记忆能力:HE染色及Brdu免疫组化实验观察脑组织形态学变化；酶联免疫吸附试验检测大鼠脑组中脑源性神经生长因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)的表达；蛋白质印迹法检测脑组织中凋亡相关蛋白BCL-2、Bax、Caspase-3的表达.结果 分离所得细胞能在体外传代培养,流式细胞仪检测发现细胞阳性表达CD44、CD29,阴性表达CD105、CD45,细胞经胎牛血清诱导分化后能形成NSE或GFAP阳性细胞.实验表明,叶酸与成体神经干细胞干预创伤性脑损伤大鼠模型后能显著改善其行为学变化,减轻脑组织的炎症反应,恢复受损神经细胞,增加脑组织内BDNF、NGF的含量,上调BCL-2的表达,下调Bax、Caspase-3的表达.结论 叶酸联合成体神经干细胞干预创伤性脑损伤大鼠能显著改善中枢神经功能,对维持神经元微环境稳态具有重要的作用.
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胶原蛋白-硫酸肝素生物支架植入猪脑内生物相容性研究
中枢神经损伤后的再生与修复一直是科学界的难题,目前的研究并没有取得具有临床意义的突破[1].随着成体神经干细胞的发现、材料技术和细胞培养技术的发展,组织工程学方法为神经损伤治疗带来了希望[2-3].组织工程的细胞支架材料首先必须具有良好的生物相容性.本实验探索胶原蛋白-硫酸肝素生物支架植入猪脑内的生物相容性.
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成体神经干细胞和微环境
神经干细胞(neural stem cells,NSCs)是一种终身具有自我更新能力和多向分化能力的细胞,能分化产生神经系统的各类细胞.它具有以下特征:(1)可生成神经组织或来源于神经系统;(2)具有自我更新能力;(3)可通过不对称细胞分裂产生新的细胞[1].目前已从胚胎及成年脑组织中分离、纯化出NSCs[2].NSCs移植治疗能促进神经元的再生及脑组织的修复,重建神经网络,恢复已丧失的功能.然而,NSCs移植后,只有1%～3%的细胞长期存活.如果将这种现象简单归因于免疫排斥是不全面的,因为即使采用各种免疫移植药物,也不能显著延长细胞移植物的存活.同时,移植后干细胞很难继续保持自我更新的能力.这些现象可能导致移植的失败,严重制约了NSCs移植治疗在临床的应用.近研究发现,干细胞的自我更新、激活、增殖分化主要依赖于周围特殊的微环境,即niche(小生境).在哺乳动物脑内的某些区域也存在由内皮细胞、神经胶质细胞、细胞外基质构成的神经干细胞微环境.神经干细胞增殖、分化在其中进行,通过细胞间直接接触和间接联系(旁分泌、细胞因子等),维持神经干细胞正常的生理状态.如果将神经干细胞分离后,微环境不复存在,自我更新、增殖分化能力就可能降低[3～6].
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转基因脑肿瘤小鼠模型中成体神经干细胞与脑肿瘤干细胞的克隆与鉴定
目的 从Tet-on转基因脑肿瘤小鼠模犁中分离鉴定成体神经干细胞和脑肿瘤干细胞.方法 分别从转基因小鼠肿瘤和室管膜下区取材,将细胞培养于含生长因子的无或含血清培养基.光镜下观察病理,相差显微镜和电镜下分别观察细胞形态及超微结构,流式细胞术榆测Hoechst33342阴性的SP细胞、染色体倍体和细胞周期,免疫荧光染色检测细胞球体及分化细胞表面标志物.结果 无血清培养条件下,肿瘤细胞和室管膜下区细胞均呈悬浮球状生长,含血清培养条件下贴壁分化.成体神经干细胞球细胞较小,形态相对较规则.电镜下两者均表现核质比高、细胞器不发达、具干细胞特征,但存细胞器发育上有所差异.肿瘤细胞球中异倍体细胞为26.77%.而神经球中细胞均为二倍体.免疫荧光染色两种细胞球中大部分细胞表达干细胞标志物Nestin,少数细胞表达分化标志物GFAP和NSE.贴壁后两者的大部分细胞表达分化标志物,且部分细胞共表达前体细胞标志.结论 Tet-on转基因脑肿瘤小鼠中存在具有自我更新和多向分化潜能的脑肿瘤干细胞和神经干细胞.
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组织块法体外分离培养大鼠脊髓成体神经干细胞
取8月龄SD大鼠脊髓,分组织块法和细胞悬液法培养,测量神经干细胞球出现的时间、数量、直径.MTT法鉴定增殖能力及免疫荧光染色鉴定分化神经元和星型胶质细胞的比例.组织块组在神经干细胞球出现的时间、数量及增殖能力上与细胞悬液组比较差异有统计学意义,两组在分化细胞比例上差异无统计学意义.
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胶质细胞可直接转化成神经细胞
中科院上海生命科学研究院细胞生物学重点实验室裴钢院士领衔的课题组,新近采用药物鸡尾酒成功将星形胶质细胞直接转化成神经细胞. 相关研究论文于10月2日发表在《细胞研究》杂志上. 裴钢课题组在以往研究中,已在体外缺氧条件下,利用小分子鸡尾酒将体细胞直接转化为神经祖细胞. 此次研究中,科研人员证实了在体外采用化学鸡尾酒VCR 激活关键转录因子,也是成体神经干细胞增殖分化的关键蛋白NeuroG2和NeuroD1表达,可直接将星形胶质细胞转化为神经元. 采用一些小分子来操控这种细胞命运转变,是一种有吸引力的适用于临床的方法. 科研人员还发现,化学鸡尾酒VCR能够使成年小鼠星形胶质细胞在体外获得一些神经细胞特性,表明了这种化合物诱导的转化在体内的实践意义.
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成体神经干细胞的研究进展及应用前景
以往人们普遍认为中枢神经系统(CNS)的神经元发生在出生前或出生后不久即停止, 但近年来许多研究显示, 成年哺乳动物CNS仍有新的神经元产生,成年脑内神经干细胞主要分布于脑室下区、纹状体、海马齿状回、脊髓等处[1,2].有人将脑、脊髓的室管膜下区称为"脑髓", 指其具有充分的补充神经组织细胞的增殖能力. 并且证实在成人脑组织中同样存在神经干细胞.
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高原环境对小鼠成体神经发生的影响
目的:探索和研究我国青藏高原高海拔生存环境对于小鼠海马齿状回成体神经干细胞增殖和新生细胞分化的影响.方法:健康成年昆明小鼠分为两组,一组为1519 m海拔高度的兰州对照组,另一组为4547 m海拔高度的青藏高原沱沱河高原环境组.运用BrdU腹腔注射和免疫荧光组织化学相结合的方法研究和比较不同环境中齿状回内成体神经干细胞的增殖和新生细胞的分化.结果:高原环境组的BrdU免疫阳性细胞数与低海拔对照组相比减少了40％(P=0.001),而高原环境组小鼠齿状回中的BrdU/Prox-1标记的双阳性细胞在BrdU标记的阳性细胞中的百分比与对照组相比没有显著的差异(P =0.211),并且两组小鼠齿状回中90％以上的BrdU阳性细胞同时也被Prox-1标记.结论:在青藏高原的高海拔低氧环境中,小鼠海马内成体神经干细胞的增殖明显受抑制,然而新生的细胞向颗粒细胞的分化并没有受到明显的影响.
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干细胞龛对成体神经发生的调控作用与机制
近年来,干细胞成为再生医学领域的研究热点.在中枢神经系统疾病相关的再生医学研究中,研究者们逐渐发现成体神经干细胞(adult neural stem cells,aNSCs)在成体神经发生(neurogenesis)、脑组织损伤修复、神经系统退行性疾病的细胞治疗等方面具有重要的研究及潜在应用价值.神经系统容易受到多种自身因素或环境因素的影响发生神经细胞的凋亡与坏死,进而损伤大脑实质.Altman等[1] 1965年首次报道了成年哺乳动物的大脑中有新生神经元.
