猕猴胚胎干细胞的诱导分化和凋亡

采用单层培养法研究维生素A酸(RA)、神经生长因子(NGF)、上皮生长因子(EGF)和碱性成纤维生长因子(bFGF)对猕猴胚胎干细胞系R366．4的诱导分化和凋亡的作用。结果表明：①不添加任何生长因子的条件下,细胞分化不定向,各种细胞所占的比例表现出明显的随机性;②添加单一生长因子能促进细胞的分化进程,并使某一类或某几类的分化细胞比例上升,RA和NGF均能促进神经样细胞的形成,EGF促进内皮样细胞的形成,bFGF提高成纤维样细胞的比例;③在分化的过程中伴有细胞早期和晚期凋亡的发生,RA和NGF可增加细胞凋亡的数量。这种由生长因子诱导的动物胚胎干细胞的分化可能存在种间差异。     

维甲酸和EGF对大鼠脑胚胎神经干细胞增殖和分化的影响

目的 观察全反式维甲酸(RA)和表皮生长因子(EGF)对大鼠胚胎神经干细胞增殖和分化的影响。方法 从大鼠胚胎脑中分离神经干细胞,经RA和EGF处理后,用台盼蓝确定细胞数量,BrdU标记分析细胞生长能力,采用免疫细胞化学法鉴定神经干细胞和分化的神经细胞。结果 20ng／ml EGF和1μmol／LRA处理的培养细胞均显示增殖效应,但EGF处理组增殖速度明显高于RA组,悬浮细胞中有大量nestin和BrdU阳性细胞。用EGF和EGE／RA诱导的神经元分化率分别为17％和31％,而RA处理的神经元分化率显升高至89％。由EGF、EGF／RA和RA诱导的星形胶质细胞分化率分别为83％、69％和11％。结论 EGF主要促进神经干细胞增殖并主要诱导星形胶质细胞的生成,RA主要诱导神经干细胞向神经元分化,二无明显协同效应。     

神经干细胞向少突胶质前体细胞的定向分化诱导

本研究采用神经胶质瘤细胞株(B104 neuroblatoma cells,B104 cells)培养上清(B104CM)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF),将冷冻复苏的大鼠胚胎脊髓神经干细胞(neural stem cells,NSCs)定向诱导为少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precusor cells,OPCs)。形态学和免疫组化的结果显示,诱导后95％以上的细胞具有双极或多极突起的典型OPCs形态,并表达A285和血小板源生长因子受体-α(platelet derived growth factor receptor-α,PDGFR-α等0PCs标志,所有PDGFR-α阳性的OPCs均不表达β-Tublin Ⅲ,其中仅少量细胞表达胶质原纤维酸性蛋白(glia fibrillary acidic protein,GFAP)。在B104CM和bFGF共存的培养条件下,悬浮培养的OPCs可大量增殖形成少突胶质细胞球,该细胞球可通过传代继续扩增,且扩增的OPCs仍能维持其特有的形态和自我增殖的特性。撤去bFGF和B104CM后,OPCs能进一步分化为成熟的少突胶质细胞(oligodendrocytes,OLs)或Ⅱ型星形胶质细胞。实验表明,诱导NSCs产生的OPCs在形态、增殖以及分化格局等方面均与已报道的存在于胚胎脑区的O-2A前体细胞相类似。该培养系统可为实验性细胞移植的研究提供丰富的细胞来源。     

脊髓源神经干细胞诱导分化为胆碱能神经元过程中Aldoc和Stmn1表达的研究

目的探讨脊髓源神经干细胞在诱导分化为胆碱能神经元过程中Aldoc和Stmn1的表达变化情况。方法从孕17天Wistar胚胎大鼠取出脊髓组织,制成细胞悬液,采用含EGF和bFGF的无血清限定性培养基培养,然后进行诱导分化,观察脊髓源神经干细胞向胆碱能神经元分化的情况,应用荧光定量PCR方法分析Aldoc和Stmn1基因在脊髓源神经干细胞诱导分化为胆碱能神经元的过程中的表达变化情况。结果神经干细胞在诱导分化为胆碱能神经元后,经免疫荧光检测有ChAT阳性细胞表达;Aldoc基因的表达量在胆碱能神经元较神经干细胞低(P<0.05);Stmn1基因的表达量则在诱导分化后较神经干细胞升高(P<0.05)。结论 Aldoc对神经干细胞的干性维持有重要作用,Stmn1在胆碱能神经元的成熟过程中起作用。     

大鼠胚胎神经干细胞纹状体内移植后特性

观察大鼠胚胎神经干细胞移植入成年大鼠纹状体后的存活、迁移和分化状况。自14天胎鼠脑室下区分离获得神经干细胞,利用无血清培养基培养扩增并进行鉴定。经4～5代的扩增后,以BrdU标记的神经干细胞通过脑立体定位注射移植入成年大鼠纹状体内,然后分别于移植后2周、4周、6周和8周时做脑冰冻切片,通过免疫组织化学和免疫荧光方法检测移植细胞的数量、定位和分化情况。8周后移植细胞的检出率约16%;移植细胞向周围宿主组织有广泛的迁移表现,尤以沿着白质束向头尾方向的迁移最为显著,最远向后侧达到内囊;纹状体中移植细胞主要分化为神经元和星形胶质细胞。星形胶质细胞数量最多,主要位于移植区与宿主组织临界部位,而神经元处于移植区中央。培养的大鼠胚胎神经干细胞可以作为移植替代治疗神经退行性疾病研究的供体细胞源,而移植中的迁移现象值得注意。     

兔胚胎神经干细胞的分离、培养和鉴别

目的：研究兔胎脑神经干细胞体外生长特性,为探讨神经干细胞的临床应用及神经系统的发育奠定基础。方法：采用含碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和表皮细胞生长因子（EGF）的N2无血清培养技术,取18天龄兔胚胎脑组织,分离神经干细胞,并观察分离的细胞体外培养、增殖、分化潜能,免疫组化鉴定。结果：从18天龄兔胎脑皮质和纹状体中成功分离出具有自我更新和多分化潜能的神经干细胞,在无血清培养时细胞呈半贴壁状态生长,形成神经球,可传代。细胞呈Nestin免疫反应阳性;在含血清培养基中培养时则分化,分化后的细胞表达神经元细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞的特异性抗原。结论：来自兔胎脑神经干细胞能在体外培养、增殖并保持传代能力。无血清N2EGF、bFGF培养基有利于兔胎脑神经干细胞的存活和增殖,含血清培养基能诱导兔胎脑神经干细胞分化。     

神经营养因子与神经干细胞

生长因子在神经干细胞的增殖,分化和存活过程中有重要作用。神经营养因子是其中的一类,它包括神经生长因子（NGF）家族,胶质源性神经营养因子（GDNF）家族和其它神经营养因子。NGF家族包括NGF,BDNF,NT－3,NT－4／5和NT－6。这一家族可促进epidermic growth facter(EGF)反应 海马及前脑室管膜下区神经干细胞的存活和分化。GDNF家族包括GDNF,NTN,PSP和ART。GDNF家族促神经发育的作用主要在外周,它促进肠神经嵴前体细胞的存活和增殖,且对外周感觉神经的发育至关重要。其它生长因子如bFGF和EGF,它们能促进神经干细胞增殖和存活;CNTF和LIF等在神经干细胞的分化中也有重要作用。     

表皮生长因子家族及其在海胆中的研究进展

表皮生长因子家族(Epidermal growth factor family)是一组具有与表皮生长因子(Epidermal Growth Factor,EGF)较高同源结构及相似生物学功能的糖蛋白,均为EGF受体的配体,具有调节胚胎细胞生长和分化以及与移动的细胞外基质蛋白相互作用等特点.综述了海胆EGF家族成员的基本生物学特性及其EGF相关蛋白家族的研究进展.     

小鼠胚胎干细胞移植入成体大鼠脑内的区域特异性存活与分化

全能区域非特异性的胚胎干细胞是研究成体不同脑区控制干细胞分化能力的十分有力的工具。胚胎干细胞源性神经前体细胞移植入成体脑后可分化为功能性神经元,但是未分化的胚胎干细胞在成体脑内各个部位的存活、生长与分化的潜能差异尚不清楚。本文旨在探讨成体脑组织对胚胎干细胞的影响及胚胎干细胞在成体脑内的一系列行为。将少量转绿色荧光蛋白未分化的小鼠胚胎干细胞移植入成体大鼠脑内不同部位,分别于移植5、14和28d后处死大鼠,进行形态学观察及免疫组化定性,以了解未分化的小鼠胚胎干细胞在大鼠脑内不同区域的存活、生长与分化。结果发现未分化的小鼠胚胎干细胞可逐步整合入受体组织并向nestin阳性神经前体细胞分化。移植细胞及其后裔在海马生长最为旺盛,而在隔区最差（P〈0．01）;移植细胞分化为神经干细胞的效率也是在海马最高,而在隔区最低（P〈0．01）。提示只有部分脑区适合胚胎干细胞及其后裔生存,并提供促进其分化的有益环境。因此,由于位置特异的微环境因子及环境因素的存在,宿主组织特性对决定中枢神经系统疾病的细胞替代疗法策略是相当重要的。     

脊髓神经干细胞的研究进展

近十多年来,人们对神经干细胞的研究进展迅速。本文从生长因子EGF和bFGF的反应性、分化特点、临床应用前景三个方面来综述脊髓神经干细胞的研究进展。为深入开展脊髓神经干细胞的基础研究及临床应用研究提供科学依据。     

脑挫裂伤致miR-9升高促进神经干细胞分化

目的：探讨颅脑损伤后miR-9表达的变化和对神经干细胞分化和增值的影响,为颅脑损伤后神经功能修复治疗提出新的思路。方法：通过RT-PCR技术检测miR-9在挫裂伤脑组织中的表达情况;培养胚胎来源神经干细胞,并通过免疫荧光鉴定神经干细胞及其分化;转染miR-9后,通过MTT测定神经干细胞的增殖情况,和流式细胞仪检测分化神经元所占比例。结果：miR-9在挫裂伤脑组织中表达显著上升。对神经干细胞过表达miR-9可显著促进细胞增殖,并诱导分化成神经元。结论：脑挫裂伤时miR-9显著升高,并具有着促进神经干细胞增值和诱导分化的作用,可为伤后神经功能修复提供新的治疗方法。     

Gap junctional communication is required to maintain mouse cortical neural progenitor cells in a proliferative state

The mechanisms that determine whether neural stem cells remain in a proliferative state or differentiate into neurons or glia are largely unknown. Here we establish a pivotal role for gap junction-mediated intercellular communication in determining the proliferation and survival of mouse neural progenitor cells (NPCs). When cultured in the presence of basic fibroblast growth factor (bFGF), NPCs express the gap junction protein connexin 43 and are dye-coupled. Upon withdrawal of bFGF, levels of connexin 43 and dye coupling decrease, and the cells cease proliferating and differentiate into neurons; the induction of gap junctions by bFGF is mediated by p42/p44 mitogen-activated protein kinases. Inhibition of gap junctions abolishes the ability of bFGF to maintain NPCs in a proliferative state resulting in cell differentiation or cell death, while overexpression of connexin 43 promotes NPC self-renewal in the absence of bFGF. In addition to promoting their proliferation, gap junctions are required for the survival of NPCs. Gap junctional communication is therefore both necessary and sufficient to maintain NPCs in a self-renewing state.     

中脑神经前体细胞的体外分离、培养和特性

为了解中脑神经前体细胞的体外培养特性和建立中脑神经前体细胞的体外分化调控机制提供细胞模型。本实验采用含有丝分裂源表皮生长因子(EGF)的无血清培养基培养来源于大鼠胚胎E14.5天的中脑神经前体细胞,应用免疫细胞化学方法了解其前体细胞特性。结果发现中脑神经前体细胞呈神经前体细胞特征性标记Nestin免疫染色阳性,无分化细胞标记;细胞克隆实验证实中脑神经前体细 胞有自我更新能力;在EGF刺激下增殖迅速;当撤去EGF后置于含胎牛血清的培养基和被覆多聚赖氨酸(PLL)的培养皿内,中脑神经前体细胞可分化成神经元和星形胶质细胞。本试验证明我们培养的中脑神经前体细胞具有增殖、自我更新能力和多向分化潜能特性。     

人胚与鼠胚神经干细胞体外培养的差异

为比较人胚与鼠胚神经干细胞体外培养的差异。实验采用具有丝裂原作用的细胞生长因子。结合无血清细胞培养技术从人胚和鼠胚皮层分离神经干细胞。在连续传代过程中观察其体外培养特性,免疫荧光染色检测Nestin抗原和分化后特异性成熟神经细胞抗原的表达,并用流式细胞仪检测神经干细胞分化情况。结果表明：（1）使用单一生长因子即可从鼠胚皮层分离神经干细胞,但在人胚却需同时使用多种生长因子,协同使用bFGF,EGF和LIF是人胚神经干细胞体外培养的较佳条件;（2）鼠胚皮层神经干细胞在连续传代过程中增殖速度快于人胚,其Nestin阳性率和BrdU标记的阳性率亦高于人胚,表明其增殖能力明显高于人胚,（3）人胚神经干细胞较鼠胚更易分化为神经元。     

胚胎大鼠脑和脊髓神经干细胞的分离和培养

研究采用显微解剖、无血清细胞培养和免疫荧光细胞化学染色等实验技术 ,成功地建立了胚胎大鼠脑和脊髓神经干细胞 (NSCs)的分离和培养方法。结果显示 ,( 1)在含成纤维细胞生长因子 2 (FGF 2 )和表皮生长因子(EGF)的无血清培养液中 ,两种来源的NSCs经体外培养 8- 10代后 ,其细胞数呈指数级增加 ,其中脑来源的NSCs数由原代培养时的 1× 10 6 增加至 1× 10 12 ,脊髓来源的NSCs数从 1× 10 6 增加至 1× 10 11。增殖的细胞表达神经上皮干细胞蛋白 (nestin) ;( 2 )在含 1%胎牛血清 (FBS)的培养条件下 ,它们都能被诱导分化为神经元、少突胶质细胞和星型胶质细胞。但其分化比例可随细胞传代次数的增加而改变 ,其中 ,大脑来源的NSCs分化为神经元的比例从第二代 (P2 )的 11 95± 2 5 %下降至第五代 (P5)的 1 97± 1 16% (P <0 0 1) ,而少突胶质细胞的分化比例则基本保持不变 ,这一分化格局同样可在脊髓来源的NSCs中发现。结果表明 ,我们所分离和培养的细胞在体外经多次传代后仍具有很强的增殖能力和多向分化潜能 ,它们都表达nestin ,属于中枢神经系统的干细胞     

人神经干细胞的体外生物学特性

本实验利用有丝分裂因子,体外诱导生成人神 经干细胞(NSCs),观察其生长特性并进行鉴定。取胎龄10-22周的大脑半球,分散细胞后种于添加表皮生长因子(EGF,20ng/ml)和/或碱性成纤维生长因子(bFGF,20ng/ml)的培养基中。利用免疫组织化学方法鉴定分化后的细胞类型。同时,进行细胞克隆分析、传代培养及端粒酶活性检测。结果显示:NSCs呈悬浮生长的干细胞球,其特异性抗原nestin阳性。NSCs具有增殖能力,可连续传代而不丢失其增殖和多分化潜能的干细胞特性。撤除EGF和bFGF的作用,细胞停止分裂,并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。克隆分析显示NSCs生长呈密度依赖性。人NSCs表达较低的端粒酶水平,并随培养时间延长而下调。研究表明,利用有丝分裂因子,可在体外成功诱导生成人NSCs,其生长,分化受内外源因素的调节,相关的机制还有待阐明。     

One year survival and significant reversal of motor deficits in parkinsonian rats transplanted with hESC derived dopaminergic neurons

We report the generation of functional dopaminergic neurons from human embryonic stem cells (hESCs) using a growth factor mediated multistep EB protocol and its therapeutic effects in vivo. Embryoid bodies (EBs) were cultured in insulin-transferrin-selenium fibronectin (ITSFn) media for the selection of neural precursor cells (NPC). The selected cells on exposure to N2 media supplemented with EGF, bFGF initially aggregated to generate spontaneous free floating neurospheres and on exposure to signaling molecules Shh and FGF-8 differentiated into dopaminergic neurons (40% TH+ cells/total neurons). The differentiated NPC expressed dopaminergic specific markers both at cellular and molecular levels. They secreted detectable levels of dopamine into the culture supernatant. The most unique feature of our protocol is the generation of free floating neurospheres which can be expanded for a longer period without losing their capability to differentiate into DA neurons. Further, transplantation of NPCs into the substantia nigra of 6-OHDA lesioned rat model of Parkinson’s disease elicited significant reversal of lesion induced motor deficits which was sustained upto the end of 1 year long study period. Immunohistochemical studies of the grafted area one year post transplantation revealed that transplanted hESC derived neural precursor cells survived, integrated in vivo and differentiated into dopaminergic neurons without teratoma formation.In summary, our results encourage the potential use of hESC derived dopaminergic neurons for future clinical application in Parkinson’s disease.