综述与专论: 神经胶质细胞转分化为神经元的研究进展

细胞转分化是通过基因重编程，诱导某种细胞直接转变为另一种细胞，而不经过其他中间状态的过程。神经元丢失是神经系统疾病中常见的病理过程，神经元丢失通常不可逆转，且造成运动、感觉、精神症状。而由于人中枢神经系统神经元再生能力十分有限，仅有部分区域在神经损伤的刺激下能够新生少量神经元。在这样的背景下，将神经胶质细胞（星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质前体细胞）在神经元丢失处原位转分化为功能性神经元并整合进神经网络的治疗性策略，受到了广泛关注。近年来，学者通过在神经胶质细胞中将神经元命运决定的重要转录因子过表达或敲减等手段，成功实现其向神经元的转分化，取得多项重大进展，但由于目前研究手段的局限性、判断标准的分歧性、结果和结论间较难自洽等问题，部分研究成果的结论仍存在很大的争议。本文系统地回顾了神经胶质细胞转分化为神经元的发现与发展历程，总结了神经胶质细胞转分化为神经元的重要发现，并进行讨论与展望。     

神经退行性疾病和脑损伤的细胞疗法

成熟的神经细胞属于终末分化细胞,具有不可再生性。神经退行性疾病以及其他脑损伤引起的神经元缺失,难以自发修复取代。如何修复大脑中受损的神经细胞、补充神经细胞已成为治疗各类神经系统疾病的关键。本综述将通过干细胞移植和诱导星形胶质细胞去分化两种途径来介绍针对神经退行性疾病和脑损伤的最新疗法。     

神经干细胞向神经元分化调控的研究进展

神经干细胞是一类具有分裂潜能和自更新能力的母细胞,它可以通过对称分裂和不对称分裂方式产生神经组织的各类细胞,包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。中枢神经系统受到损伤后,神经元和胶质细胞的损伤导致了临床症状,内源性神经干细胞的修复作用不大,原因是干细胞的数量有限,微环境的不允许。移植的神经干细胞进入体内后,由于受到多种因素的影响,常保持未分化状态或大部分分化为胶质细胞。神经干细胞向神经元分化的调控机制及其影响因素直接决定神经干细胞源性神经元的比例和神经元之间功能性突触的数量。现就其研究进展做一综述。     

中枢神经系统原位细胞转分化的研究进展

中枢神经损伤会导致神经元不可逆的缺失和胶质瘢痕的形成,给患者造成神经功能的障碍。再生医学认为补充缺失的神经元可能是修复损伤最理想的方法。近些年研究显示,多种成熟的细胞经过重编程后可以转分化为功能神经元。因此研究者将内源的胶质细胞进行原位重编程产生功能神经元,用于神经损伤修复及神经退行性疾病的治疗,该方法展现出开发潜力和独特优势。本文就当前中枢神经系统胶质细胞原位转分化研究进行了总结归纳,重点介绍可进行原位转分化的胶质细胞的类型、特征和转分化研究进展,为开发新的神经损伤治疗策略及进一步临床应用提供理论依据。     

RCMV感染星形胶质细胞对神经干细胞分化的影响

探讨大鼠巨细胞病毒（rat cytomegalovirus,RCMV）感染大鼠星形胶质细胞后,对神经干细胞分化的影响。原代分离培养新生大鼠星形胶质细胞和胚胎海马神经干细胞,将星形胶质细胞感染RCMV后和神经干细胞在Transwell24孔共培养体系下进行共培养,同时设对照组;用免疫荧光染色等方法检测神经干细胞与感染RCMV的星形胶质细胞共培养后,其分化细胞中神经元微管相关蛋白（microtubule-associated protein 2,MAP2）和星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白（glial fibril—lary acidic protein,GFAP）的表达。结果发现,感染RCMV的星形胶质细胞与神经干细胞共培养时,神经干细胞分化减慢,分化成的神经元和星形胶质细胞比率低于对照组,提示星形胶质细胞感染RCMV后可抑制神经干细胞的分化,可能与RCMV影响星形胶质细胞合成和分泌各种营养因子,干扰了神经干细胞的分化进程有关。     

胶质细胞干细胞/前体细胞特性的研究进展

胶质细胞是脑内数量最多的神经细胞,包括星形胶质细胞、少突胶质前体细胞、NG2胶质细胞等多种类型,具有维持神经系统内环境稳态、支持和营养神经元、调控神经信号传导等多种重要功能。近年来,随着研究的深入,越来越多的证据表明某些特定的胶质细胞在一定条件下表现出干细胞的特性,发挥干细胞的功能。例如,在病理损伤条件下,星形胶质细胞和少突胶质前体细胞均会被活化而出现增殖、分化,体外分离培养可自我更新形成神经球。这些活化的星形胶质细胞和少突胶质前体细胞形成的神经球能够被诱导分化为星形胶质细胞、少突胶质细胞和神经元。此外,通过强制性表达外源基因能将星形胶质细胞和NG2胶质细胞转分化为神经元,这可能也是其干细胞特性的一种体现。本文在已有研究的基础上,总结了放射状胶质细胞、少突胶质前体细胞、星形胶质细胞、NG2胶质细胞与其它类型胶质细胞的干细胞特性、干细胞特性形成的条件、它们可能产生的子代细胞以及涉及的分子信号调控通路。深入探讨胶质细胞的干细胞特性及生理功能,有利于促进其在神经系统损伤修复领域的临床应用。     

小鼠不同脑区星形胶质细胞小分子诱导转分化和基因表达差异的研究

该文旨在比较小分子化合物诱导小鼠不同脑区星形胶质细胞向神经元转分化的特性,并利用转录组测序技术分析小鼠不同脑区星形胶质细胞的基因表达差异。以新生小鼠皮层和海马的星形胶质细胞作为起始细胞,通过小分子化合物VCR诱导其向神经元转分化,利用免疫荧光染色检测转分化过程中细胞形态的变化以及神经元的比例,通过转录组测序比较两种星形胶质细胞的基因表达差异,并对差异基因进行荧光定量PCR验证及GO富集分析。结果表明,皮层星形胶质细胞经VCR诱导转分化为神经元的能力要显著优于海马星形胶质细胞;转录组测序发现,两种星形胶质细胞有12 658个基因存在差异表达,GO分析结果表明,在皮层星形胶质细胞中高表达的基因更多地参与细胞分裂的过程,推测差异显著基因GAD2、EYA2、GSX2、INSM1以及GNG3是与转分化相关的基因。该研究对星形胶质细胞向神经元转分化的机制研究具有借鉴意义。     

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。     

神经干细胞移植研究进展

神经干细胞是指一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,能分化成为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等众多神经细胞。成年哺乳动物内源性神经再生能力有限,无法弥补因神经疾病而导致的神经细胞缺失,因而,人们开始寻求外源性神经干细胞移植治疗中枢神经系统疾病的可能,在动物模型上开展了大量研究,并建立了多种移植方法。该文就神经干细胞的特性、来源、移植方式、在中枢神经系统疾病中的实验研究进展等作一综述。     

神经干细胞及其对脑缺血损伤的潜在治疗作用

新神经元在成年哺乳动物脑的特定区域出现,起源于海马齿状回和室下带的神经干细胞,神经干细胞可以分化成神经元,星形胶质细胞和少突胶质细胞,采用双标技术可以检测新神经元的发生,神经干细胞具有自我更新和多方向分化的潜能,受内在因素和外部环境的调控,证据显示成年人脑海马齿9状回的颗粒细胞产生新神经元,恒河猴的室下带产生新神经元,迁移到新皮质区分化为成熟神经元,人的神经干细胞已从胚胎前脑获得,缺血损伤可以激活齿状回的神经干细胞增殖,激活或移植神经干细胞对缺血损伤的脑组织具有潜在的治疗作用。     

星形胶质细胞诱导成年神经干细胞的神经发生

在中枢神经系统 ,成年后新神经元发生主要见于两个脑区 ,即室管下区 (ｓｕｂｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒｚｏｎｅ)与海马的颗粒下区 (ｓｕｂｇｒａｎｕｌａｒｚｏｎｅ)。正常情况下 ,除上述脑区外的其它脑区能够产生神经胶质细胞 ,但是不能产生神经元。为了研究神经元和 /或神经胶质细胞对来源于成年的神经干细胞分化的影响 ,Ｓｏｎｇ等分离了成年大鼠海马的神经元和星形胶质细胞 ,将其分别或联合与来自成年的、依赖ＦＧＦ 2的神经干细胞共培养 ,意外地发现神经元促进神经干细胞分化为少突胶质细胞 ,而星形胶质细胞则促进神经干细胞分化为神经…     

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、CD44、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。     

高压氧对急性CO 中毒大鼠脑内源性神经干细胞的影响

目的:探讨高压氧对急性CO中毒大鼠脑内源性神经干细胞的影响,分析HBO治疗急性CO中毒脑损伤的机制。方法:建立急性CO中毒大鼠模型,给予高压氧(HBO)治疗后,H-E染色观察大鼠脑组织病理学变化,免疫组织化学方法检测大鼠脑内神经干细胞(nestin)和星形胶质细胞(GFAP)的表达。结果:H-E染色标本上,对照组脑内神经元形态正常,染毒组脑皮质出现大量变性坏死细胞,海马锥体细胞层稀疏,HBO组坏死细胞明显减少。免疫组化结果显示对照组nestin和GFAP表达数量形态均正常,染毒组nestin表达增加,但无统计学意义,GFAP形态数量发生改变,HBO组nestin表达明显增加,且在大脑皮层可见部分nestin阳性细胞和nestin-GFAP双阳性细胞;GFAP表达趋于正常。结论:急性CO中毒作为脑损伤因素可轻度激活大鼠脑内源性神经干细胞,并使星形胶质细胞增生变形、神经元变性坏死,HBO治疗可减轻星形胶质细胞损伤,明显激活内源性神经干细胞,并促使其增殖、迁移和分化。提示HBO可能通过激活神经干细胞起治疗作用。     

胶质细胞的神经干细胞/祖细胞特性

近年来,关于胶质细胞有许多令人惊奇的发现。其中最令人感兴趣的是部分胶质细胞在体内外都表现出神经千细胞／祖细胞的特性,在适当条件下能分化成神经元、星形胶质细胞和／或少突胶质细胞。不仅存在于非哺乳类脊椎动物整个生命周期的放射胶质显示出这一特性,存在于成年哺乳动物脑室下区和颗粒下层的星形胶质细胞也是如此。在体外培养中,部分胶质细胞具有形成多潜能神经球的能力。在体内,胶质细胞充当前驱细胞时的命运受到细胞间相互作用、细胞因子、血脉系统、胞外基质以及基膜等所构建的微环境的影响。胶质细胞的这些特性将对神经修复产生深远影响。     

神经胶质细胞与脑出血

脑出血指非外伤性脑实质内出血,又称脑溢血,是世界范围内死亡率和致残率极高的常见多发病,目前为止尚无有效的治疗方案能显著降低其病死率。神经胶质细胞是中枢神经系统中的一类细胞,主要包括小胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞等3种,具有支持、滋养神经元,吸收和调节因损伤而解体破碎的神经元的作用,并且能修补填充损伤组织,形成瘢痕。近年来,小胶质细胞和星形胶质细胞在脑出血中的作用引发广泛关注,本文将简要阐述这2种胶质细胞与脑出血后继发性脑损伤的关系。     

Aβ25～35诱导大鼠记忆减退与星形胶质细胞及NOS阳性细胞变化

目的探讨Aβ25～35诱导模拟人类Alzheimer`s病(AD)的大鼠病理模型中星形胶质细胞变化与一氧化氮合酶神经元损伤引起的老年性记忆减退之间的关系.方法双侧海马内注射β-淀粉样多肽25～35片段(Aβ25～35)制作大鼠AD模型,注射一周后采用NOS组化染色、GFAP免疫组化染色及NOS组化和GFAP双重染色分析大鼠海马GFAP与NOS的表达.结果海马内注射Aβ25～35后出现海马星形胶质细胞增生、肥大、数目明显多于对照组(P<0.05),并出现一氧化氮阳性星形胶质细胞;海马一氧化氮神经元数量较对照组显著减少(P<0.05).结论 AD模型大鼠学习记忆功能低下与Aβ神经毒性导致NOS阳性神经元损伤、死亡直接相关,反应性星形胶质细胞参与Aβ导致NOS神经元细胞毒性损伤作用,间接导致学习记忆能力减退.     

IL-1β和胎牛血清对大鼠神经干细胞分化的影响

在成年大鼠纹状体区分离神经干细胞,使用白介素－1β、神经生长因子、全反维甲酸和不同含量的胎牛血清作为诱导因子,通过免疫荧光化学方法和流式细胞仪检测细胞分化。结果表明胎牛血清有助于神经干细胞向星形胶质细胞和少突胶质细胞分化,IL－1β虽然对神经元数目没有明显影响,但对神经干细胞向多巴胺能神经元的分化却有明显促进作用。神经生长因子和全反维甲酸对神经干细胞向神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞和多巴胺能神经元的分化数量无明显影响。     

人胎儿脊髓神经干细胞的分离培养

本文旨在探讨是否能够从低温保存的流产儿分离培养出脊髓神经干细胞。将14周流产儿在4℃下保存,2、6和12h后取脊髓,将颈段、胸段、腰骶段分别进行无血清培养,并用胎牛血清诱导分化。用克隆培养的方法验证培养细胞的干细胞特性;用免疫荧光细胞化学的方法检测神经干细胞标志nestin及干细胞诱导分化后神经元标志MAP2、星形胶质细胞标志GFAP、胆碱能标志ChAT,并比较不同时间点以及不同部位分离的神经T细胞的差异。在各个时间点,从颈段、胸段、腰骶段脊髓均分离培养出具有连续增殖能力的神经球,其中腰骶段分离出的神经球数量最多,12h组各段分离出的神经球较2、6h组显著减少。各段培养中的神经球均为nestin阳性,诱导分化后均能够产生GFAP阳性星形胶质细胞、MAP2阳性神经元以及ChAT阳性胆碱能神经元。各段培养中的神经干细胞的克隆形成能力相似。以上结果表明,从低温保存的人胎儿能够分离培养出脊髓神经干细胞,这为基础研究以及未来治疗应用提供了新的细胞来源。     

综述与专论: 星形胶质细胞对神经退行性疾病影响的研究进展

神经退行性疾病是常见且难以治愈的疾病,给患者的生活带来了极大的不便。星形胶质细胞在神经退行性疾病中发挥重要作用。在神经退行性疾病患者神经系统中,受损的神经胶质细胞对周围的神经元可以产生毒性作用,造成神经元功能障碍,从而死亡。同时,受疾病影响产生的一些反应性星形胶质细胞可以保护神经元,清除神经元周围的有害物质,暂缓疾病的恶化。本综述将讨论星形胶质细胞在部分常见神经退行性疾病中发挥的作用,包括肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis,ALS）、阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）和帕金森病（Parkinson’s disease,PD）。同时总结了星形胶质细胞对这些疾病发挥的共同作用,旨在进一步促进神经退行性疾病的研究进展。     

肿瘤坏死因子-α对大鼠中脑神经干细胞分化和寡突胶质细胞增殖的影响

为观察肿瘤坏死因子对神经干细胞(NSCs)分化的影响,本研究应用体外扩增的新生大鼠中脑NSCs,使用免疫组织化学技术,观察了肿瘤坏死因子—α(TNF—α)对NSCs分化及其后代细胞的影响。结果显示：(1)TNF—α可提高中脑NSCs后代中神经元和寡突胶质细胞所占的比例;(2)TNF—α可明显诱导由NSCs分化的寡突胶质细胞增殖,但对星形胶质细胞的增殖作用不明显。上述观察结果提示TNF—α对NSCs的应用具有重要影响。