人胚胎干细胞分化为神经干细胞诱导方法的对比研究

目的探讨人胚胎干细胞分化为神经干细胞过程中,经拟胚体（embryonic body,EB）法和直接分化法的不同效率。方法人胚胎干细胞常规培养消化后,分为两组：A组,经EB法分化;B组,添加noggin和ITSFn直接分化法。倒置相差显微镜观察细胞形态变化,RT-PCR检测细胞各阶段标志物,免疫荧光及流式细胞仪观察两组细胞Nestin阳性细胞率。神经干细胞继续分化,免疫荧光、RT-PCR法检测MAP2、GFAP表达。结果RT-PCR检测到OCT4、nestin表达。B组nestin阳性细胞率明显高于A组,差异有统计学意义（P〈0.01）,且诱导周期短于A组。神经干细胞继续分化,得到不同数量的神经元和胶质细胞,MAP2、GFAP分别阳性。结论在体外采用定向分化诱导,人胚胎干细胞不经EB,可直接定向分化为神经干细胞,且诱导效率比EB法高。因此直接分化法是一种经济实用的诱导方法。     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化,得到了高比例的神经前体细胞(97.5±0.83)%(P<0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现,随着培养时间的延长,nestin阳性的神经前体细胞比例下降,同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期,神经前体细胞发育为神经元的比例很高,几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长,胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH(basic helix-loop-helix)结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2)和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此,人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式,为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

神经干细胞的研究进展

神经干细胞(Neural stem cells,NSCs)是指神经系统中处于较早发育阶段的细胞群体,它们可以通过自身的对称性或不对称性两种分裂方式进行自我复制,产生神经组织中不同发育阶段和不同分化方向的细胞,最终生成具有一定细胞数目和多种细胞类型的神经组织。本文就NSCs的发生和分化、定位、特点、影响其分化的因素以及当前对NSCs的应用做如下介绍。     

人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

采用单层贴壁分化的方法在无血清条件下诱导同源饲养层培养的人胚胎干细胞定向分化，得到了高比例的神经前体细胞（97.5±0.83)%（P＜0.05)。这些神经前体细胞具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力。在长期的传代培养中发现，随着培养时间的延长，nestin阳性的神经前体细胞比例下降，同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期，神经前体细胞发育为神经元的比例很高，几乎没有胶质细胞分化出来。随着培养时间的延长，胶质细胞的比例逐渐上升。这与体内神经系统的发育过程非常相似。进一步研究发现具有bHLH (basic helix-loop-helix) 结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2) 和Olig2可能在这一变化中起重要作用。因此，人胚胎干细胞来源的神经前体细胞能够模拟体内神经发育的模式，为在体外研究人的神经发育和再生医学奠定了基础。     

bFGF对血管性痴呆大鼠海马神经干细胞的影响

目的皮下注射bFGF于血管性痴呆大鼠,研究用药前后对大鼠海马神经干细胞增殖能力的影响。方法制作VD大鼠模型,随机取用VD大鼠模型12只,分治疗组6只,痴呆组6只。另外,取假手术组6只。皮下注射bFGF于治疗组中血管性痴呆大鼠。治疗5周后,以Morris水迷宫定位航行试验和空间探索试验来检测大鼠的学习记忆能力,巢蛋白（nestin）免疫组织化学染色,观察海马nestin阳性细胞数的变化。结果治疗组大鼠海马nestin阳性细胞数较痴呆组明显增多。结论皮下注射bFGF后能迁移至海马,诱导海马产生nestin阳性细胞,刺激大鼠海马神经干细胞增殖,修复受损组织。     

人胚胎干细胞向神经上皮祖细胞的诱导分化

人胚胎干细胞具有自我更新和多向分化潜能,是研究早期胚胎发育和细胞替代治疗的重要细胞来源.采用一种与小鼠成纤维细胞共培养的方法进行人胚胎干细胞的神经诱导,可产生高纯度的神经上皮祖细胞,其神经上皮特异性基因的表达有一定的时空性;诱导生成的神经上皮祖细胞具有增殖潜能并可分化为神经元和星型胶质细胞,是潜在的神经干细胞.人胚胎干细胞来源的神经上皮祖细胞为研究神经发育和神经诱导提供了新材料,也为神经系统疾病的细胞替代治疗提供了新的细胞来源.     

神经干细胞/前体细胞分化的功能学鉴定研究进展

神经干细胞／前体细胞分化是神经生物学研究的热点．以往对神经干细胞／前体细胞分化水平的鉴定主要依赖于形态学指标,而随着膜片钳技术的应用,神经干细胞／前体细胞分化过程中膜电特性的改变、离子通道活动等功能学指标越来越受到重视．综述了利用膜片钳技术研究神经干细胞／前体细胞功能分化的最新进展,并对存在的问题做出思考和展望．     

HCMV感染对胶质瘤细胞U87自噬的影响

研究人巨细胞病毒(HCMV)感染对神经胶质瘤U87细胞自噬的影响。通过观察微管相关蛋白1轻链3(LC3)、自噬相关基因Beclin1及其蛋白表达的变化,从而探讨HCMV与神经胶质瘤发生、发展的关系及意义。用HCMV AD169(MOI=5)感染神经胶质瘤U87细胞,同时将未感染HCMV的U87细胞作为对照组。分别在6、12、24、48 h用RT-PCR检测Beclin1的表达,Western-blot和免疫荧光检测Beclin1和LC3编码蛋白的表达,最后用CCK-8检测细胞的增殖活性。结果显示,HCMV感染的U87细胞LC3-II蛋白表达水平逐渐下降(P<0.05);同时,HCMV感染的U87细胞Beclin1基因及蛋白的表达水平也逐渐下降(P<0.01),且HCMV感染U87细胞增殖显著(P<0.01)。以上结果表明,HCMV感染抑制胶质瘤U87细胞自噬,并会引起Beclin1表达水平下调,进而导致胶质瘤细胞增殖。     

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。     

聚赖氨酸修饰丝素蛋白膜对神经干细胞生长和分化的影响

利用聚赖氨酸修饰丝素蛋白膜,观察其对神经干细胞(NSCs)生长及分化的影响,为中枢神经系统损伤修复材料的选择提供实验基础和理论依据。文中首先制备聚赖氨酸修饰的丝素蛋白膜,并通过核磁共振图谱和紫外-可见光谱进行验证。NSCs分别接种在单纯丝蛋白膜(Silk)、聚赖氨酸修饰的丝蛋白膜(Silk-PIL)和多聚赖氨酸(PLL)上进行培养,分别在1、3、5、7 d时用CCK-8检测NSCs增殖活性。在第7天时,用免疫荧光染色检测NSCs分化情况,Western blotting和TUNEL检测细胞凋亡水平,Real-time PCR检测脑源性神经营养因子(BDNF)mRNA水平。结果表明,核磁共振图谱和紫外-可见光谱证明聚赖氨酸成功地接枝到了丝素蛋白膜上,CCK-8检测显示:从第3天开始一直到第7天,NSCs在Silk-PIL上的增殖活性要显著高于Silk组(P0.05),而与PLL组无显著性差异(P0.05)。免疫荧光观察显示,NSCs在Silk-PIL上分化成神经元的细胞显著多于Silk组(P0.05),而与PLL组无显著性差异,3个组之间分化为星型胶质细胞的数量并无显著性差异。Western blotting和TUNEL检测结果表明Silk-PIL组NSCs凋亡程度显著小于Silk组(P0.05),但与PLL组无显著性差异(P0.05)。RT-PCR结果显示,NSCs在Silk-PIL和PLL组的BDNFmRNA表达水平显著高于Silk组(P0.05)。结果表明,聚赖氨酸修饰的丝素蛋白膜能够促进NSCs的增殖活性并减少NSCs细胞凋亡,同时促进NSCs向神经元方向分化,有望成为新型组织工程支架材料搭载NSCs移植修复中枢神经系统损伤。     

The Effects of Co-Culture of Embryonic Stem Cells with Neural Stem Cells on Differentiation

Researching the technology for in vitro differentiation of embryonic stem cells (ESCs) into neural lineages is very important in developmental biology, regenerative medicine, and cell therapy. Thus, studies on in vitro differentiation of ESCs into neural lineages by co-culture are expected to improve our understanding of this process. A co-culture system has long been used to study interactions between cell populations, improve culture efficiency, and establish synthetic interactions between populations. In this study, we investigated the effect of a co-culture of ESCs with neural stem cells (NSCs) in two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) culture conditions. Furthermore, we examined the effect of an NSC-derived conditioned medium (CM) on ESC differentiation. OG2-ESCs lost the specific morphology of colonies and Oct4-GFP when co-cultured with NSC. Additionally, real-time PCR analysis showed that ESCs co-cultured with NSCs expressed higher levels of ectoderm markers Pax6 and Sox1 under both co-culture conditions. However, the differentiation efficiency of CM was lower than that of the non-conditioned medium. Collectively, our results show that co-culture with NSCs promotes the differentiation of ESCs into the ectoderm.     

Monitoring the Differentiation and Migration Patterns of Neural Cells Derived from Human Embryonic Stem Cells Using a Microfluidic Culture System

Microfluidics can provide unique experimental tools to visualize the development of neural structures within a microscale device, which is followed by guidance of neurite growth in the axonal isolation compartment. We utilized microfluidics technology to monitor the differentiation and migration of neural cells derived from human embryonic stem cells (hESCs). We co-cultured hESCs with PA6 stromal cells, and isolated neural rosette-like structures, which subsequently formed neurospheres in suspension culture. Tuj1-positive neural cells, but not nestin-positive neural precursor cells (NPCs), were able to enter the microfluidics grooves (microchannels), suggesting that neural cell-migratory capacity was dependent upon neuronal differentiation stage. We also showed that bundles of axons formed and extended into the microchannels. Taken together, these results demonstrated that microfluidics technology can provide useful tools to study neurite outgrowth and axon guidance of neural cells, which are derived from human embryonic stem cells.     

神经干细胞的分化影响其对肝细胞生长因子的趋化性迁移

神经干细胞（neural stem cells,NSCs）的定向迁移对神经系统发育和损伤后修复至关重要,但NSCs的定向迁移与NSCs的分化之间的关系鲜有研究。该研究以此为切入点,以肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor,HGF）为趋化因子,神经干细胞系C17．2为研究对象,首先,建立了不同分化阶段的NSCs（分别分化0,12,24,72h）的分化模型;其次,运用Boyden chamber和Dunn chamber研究了不同分化状态下的NSCs对HGF的趋化性迁移。Boyden chamber结果显示：下室加入HGF后,分化12,24h的NSCs迁移至膜下方的细胞数目显著高于分化0,72h的NSCs;Dunn chamber结果显示：分化12,24h的NSCs迁移效率显著高于分化0,72h的NSCs。这些结果表明,NSCs的分化影响其对HGF的趋化性迁移,为在临床上更有效地利用NSCs治疗各种神经系统退行性疾病提供了理论依据。     

乳鼠海马神经干细胞的体外分离、扩增和分化研究

探讨海马神经干细胞（neuralstemcells,NSCs）在体外分离扩增和诱导分化的可行性。无菌条件下分离新生（24h）SD大鼠海马神经干细胞,采用无血清培养和胎牛血清诱导分化。免疫荧光染色技术分别检测诱导前细胞巢蛋白（Nestin）的表达,以及分化细胞的神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase,NSE）、胶质纤维酸性蛋白（glialfibrillaryacidicprotein,GFAP）的表达,以鉴定细胞类型。流式细胞仪检测神经干细胞分化前后增殖能力的变化。结果显示：从乳鼠海马分离培养的细胞生长状态良好,具有克隆增殖能力,并呈Nestin表达阳性,分化后可出现NSE及GFAP表达阳性的细胞。流式细胞仪检测显示：诱导前,细胞增殖活跃,S＋G2／M期细胞为（36．27±1．99）％,而分化各阶段（3,7,10d）S＋G2／M期细胞比例与诱导前（Ctrl）相比则明显下降（尸〈0．05）,分别为（26．39±1．10）％、（26．33±1．33）％和（24．54±1．12）％。这些结果表明乳鼠海马存在神经干细胞,并具有自我更新和多向分化的潜能,可用于基础和临床的相关研究。     

从人胚胎干细胞畸胎瘤中有效获取间充质干细胞和神经前体细胞

通过人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESC)体外分化方法和畸胎瘤形成可以分化获得多种成体细胞．但目前尚不清楚是否可以从hESCs畸胎瘤中分离某些特异性细胞．通过体外筛选方法,有效地从hESCs畸胎瘤中分离出神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)和间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)．这种hESCs畸胎瘤来源的NPCs和MSCs与体内神经前体细胞和间充质干细胞有着相似的分子标记和特性,并具有进一步的分化潜能——分别可以诱导成为神经元、神经胶质细胞、脂肪细胞和骨骼细胞等．根据人胚胎干细胞畸胎瘤中含有不同分化阶段的外胚层、中胚层和内胚层的组织或细胞,认为人胚胎干细胞畸胎瘤可以作为另一个细胞来源以获取多种(包括人胚胎干细胞体外分化难以得到的)各种前体/干细胞和终末分化细胞．     

A Systems-level Characterization of the Differentiation of Human Embryonic Stem Cells into Mesenchymal Stem Cells,

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Highlights

• •Integrative multi-omics study characterizing the differentiation from hESCs into hMSCs.
• •Set of high confidence genes important in hESC to hMSC differentiation defined.
• •Two distinct expression waves of HOX genes and a AGO2-to-AGO3 switch in gene silencing identified.
• •AHNAK hypothesized as a defining factor in MSC biology.

     

L-型钙通道对大鼠胚胎海马神经干细胞增殖和分化的调控

为鉴定大鼠胚胎海马神经干细胞(NSCs)是否表达功能性的L-型钙通道,L-型钙通道是否参与了对大鼠胚胎NSCs增殖和分化调控.分离孕15天Wistar大鼠胚胎海马组织,制成单细胞悬液,利用无血清培养技术,在添加bFGF、EGF、N-2和B27 supplement的DMEM/F12培养液中进行培养.采用细胞免疫荧光法对原代至第5代细胞进行鉴定,均有巢蛋白(nestin)的表达,第3代nestin阳性细胞比例达97%.把培养的细胞诱导分化5天后,这些细胞表现为神经元和星形胶质细胞的形态,且分别呈Ⅲ型β-微管蛋白(Tuj1)阳性和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性;细胞免疫印迹结果显示,NSCs表达L-型钙通道的Cav1.2α1C亚单位,而无Cav1.3α1D亚单位的表达;利用全细胞膜片钳技术在NSCs上记录到了L-型钙电流,证明了NSCs所表达的L-型钙通道具有功能.进一步对细胞进行药理学干预,发现L-型钙通道的激活不仅可以促进胚胎NSCs的增殖,而且使增殖的NSCs向神经元分化的比例显著增加.以上结果表明,Wistar大鼠胚胎海马NSCs表达功能性的L-型钙通道;L-型钙通道参与了胚胎NSCs增殖和分化的调控.     

Notch信号通路对神经干细胞增殖分化的作用

神经干细胞作为一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,它的增殖和分化受到多种源于自身或外在、邻近或远程细胞信号通路的调控,各种细胞因子及胞间通讯在神经干细胞的增殖和分化中发挥着重要的作用。近年来的多种研究表明,Notch信号通路正是这样一种可以通过相邻细胞的配体与受体相互作用,从而传递信号,进一步发挥其生物学功能的重要信号通路。该通路参与了神经干细胞维持自我形态及向多种具有不同功能的神经细胞分化的过程．对于研究神经干细胞的增殖和分化具有巨大的意义。该文将就当前Notch信号通路对神经干细胞增殖分化影响的相关研究进行简要综述。     

神经干细胞研究进展

神经干细胞(neural stem cells, NSCs)是中枢神经系统中保持分裂和分化潜能的细胞,对它的研究和应用已成为近年来脑科学研究的一个重要领域.神经干细胞体外培养技术的建立提供了对其进行研究的有力手段.目前的研究主要集中于神经干细胞在脑中的起源、分布及在中枢神经系统疾病治疗中的应用等方面.