间充质干细胞体外分化为多巴胺能神经元的研究进展

骨髓间充质干细胞（MSCs）有来源广泛、易于分离培养、不易引起免疫排斥等特点,使其成为细胞治疗和基因治疗的种子细胞,具有广泛的科研和临床应用价值。骨髓MSCs具有多向分化潜能,在特定条件下能诱导分化成神经元甚至是更为特异的多巴胺能神经元,为帕金森病进行细胞移植疗法提供了理想的细胞来源。本文就近年来体外诱导MSCs向多巴胺能神经元定向分化所涉及到的常用诱导因素和诱导方法及途径予以综述。     

银杏内酯B 诱导大鼠骨髓间充质细胞分化为神经元样细胞的电生理研究

目的:研究银杏内酯B(GB)诱导大鼠骨髓间充质细胞(MSCs)分化为神经元样细胞的电生理特性。方法:应用膜片钳技术,采用全细胞记录方式,对由GB诱导的大鼠MSCs进行诱导前后的电生理功能测定。结果:分化后的神经元样细胞较诱导前细胞的膜特性有了显著改变(P<0.05)。结论:大鼠MSCs经过GB诱导能够向功能性神经元方向分化。     

Neuritin诱导大鼠骨髓基质细胞分化为神经元样细胞的电生理研究

目的:探讨神经营养因子Neuritin诱导大鼠骨髓基质细胞分化为神经元样细胞的电生理特性.方法:应用膜片钳技术,采用全细胞记录方式,对由Neuritin诱导的大鼠骨髓基质细胞进行诱导前后的电生理功能测定.结果:分化后的神经元样细胞较诱导前细胞的膜特性[静息膜电位(RMP)膜电容(Cm)串联电阻值(RS)]有了显著改变(p＜0.01).分化后细胞记录到K+电流,包括两种成分:外向延迟整流K+电流和内向整流K+电流.结论:骨髓基质细胞经过Neuritin诱导能够向功能性神经元方向分化.     

脑损伤后星形胶质细胞的重编程及意义

脑损伤后神经元的死亡及凋亡使脑组织功能受损,是患者出现肢体、语言功能障碍等后遗症的主要原因。因此,修复受损脑组织的神经元是治疗的关键。近年研究表明,星形胶质细胞能发生重编程转化为神经元,其重编程的方式有去分化和转分化两种。去分化主要在体外诱导星形胶质细胞形成神经球,但这种神经球移植回体内后并不能产生神经元。转分化方式,包括直接转分化和间接转分化。间接转分化过程产生新生神经元的周期较长,且存在形成肿瘤的风险;直接转分化尤其是体内的直接转分化方式既避免了细胞移植的复杂过程,又能避免间接转分化方式形成肿瘤的风险,是脑损伤后新生神经元最安全有效的方法。该文就正常星形胶质细胞与脑损伤后反应性星形胶质细胞的重编程的机制和意义进行综述。     

枸杞多糖诱导人脐血间充质干细胞向神经元样细胞分化的实验研究

目的:探讨枸杞多糖诱导人脐血间充质干细胞(MSCs)向神经元样细胞分化的可行性及其机制。方法:无菌条件下收集正常足月儿的脐带血,经肝素抗凝,用相对密度1.077的淋巴细胞分离液分离脐血的单个核细胞,用低糖DMEM培养基进行培养和纯化扩增。选取第3代细胞进行诱导实验,当传代细胞长满瓶底的80%以上时,先用含15?S和10ng/ml bFGF的DMEM完全培养基预诱导24小时,然后用不含血清含1g/L枸杞多糖的DMEM培养基诱导,光镜下观察细胞形态,用免疫组化技术检测细胞Nestin和NF的表达。结果:预诱导后MSCs没有变化,而经枸杞多糖诱导4h后细胞即出现形态学上的改变,细胞变成不规则形,立体感增强,从胞体伸出突起。免疫组化检测显示,细胞Nestin、NF呈阳性。结论:人脐血间充质干细胞经枸杞多糖诱导可转化为神经元样细胞,其诱导机制可能与枸杞多糖的抗氧化作用有关。     

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.     

体外诱导人骨髓间充质干细胞向多巴胺神经元分化的研究

通过体外诱导人骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)向多巴胺(dopamine, DA)神经元分化,探讨人BMSCs来源的DA神经元的功能特征及其分化机制,为临床上细胞移植替代治疗诸如帕金森氏病(parkinson's disease, PD)等神经精神性疾病提供一种理想的细胞来源。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BMSCs。50μmol/L脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophy factor, BDNF),10μmol/L forskolin(FSK)和10μmol/L DA联合对BMSCs进行诱导。电子显微镜观察诱导2周后细胞是否具有神经元的超微结构特点;免疫细胞化学染色和RT-PCR检测DA神经元分化过程中的标志物酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH）的表达以及转录因子Nurr1、Ptx3和Lmx1b的表达;高效液相色谱（high performance liquid chromatogram, HPLC）检测诱导2周后的细胞多巴胺的释放水平。 结果表明,诱导2周后,电镜下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。RT-PCR结果显示NSE(neuron specific enolase)、Nurr1、Ptx3、Lmx1b和TH的mRNA均有表达;免疫细胞化学染色结果表明诱导2周后TH阳性细胞(24.80±3.36）%的表达较诱导3d后(3.77±1.77)%明显提高(P<0.01）;HPLC检测到诱导2周后的细胞DA释放水平［(1.22±0.36)μg/mL(n＝6)］高于未经诱导的细胞［(0.75±0.22)μg/mL(n＝6) (t＝－2.79,P＝0.038)］。 由此得出,BDNF、FSK和DA可以在体外诱导人BMSCs向DA神经元分化,并具有DA神经元的功能特征,是临床用于治疗神经精神性疾病的理想细胞来源。     

体外诱导人骨髓间充质干细胞向多巴胺神经元分化的研究

通过体外诱导人骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stemcells,BMSCs)向多巴胺(dopamine,DA)神经元分化,探讨人BMSCs来源的DA神经元的功能特征及其分化机制,为临床上细胞移植替代治疗诸如帕金森氏病(parkinson’sdisease,PD)等神经精神性疾病提供一种理想的细胞来源。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BMSCs。50μmol/L脑源性神经营养因子(brain derivedneurotrophy factor,BDNF),10μmol/Lforskolin(FSK)和10μmol/LDA联合对BMSCs进行诱导。电子显微镜观察诱导2周后细胞是否具有神经元的超微结构特点;免疫细胞化学染色和RT-PCR检测DA神经元分化过程中的标志物酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)的表达以及转录因子Nurr1、Ptx3和Lmx1b的表达;高效液相色谱(highperformance liquid chromatogram,HPLC)检测诱导2周后的细胞多巴胺的释放水平。结果表明,诱导2周后,电镜下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。RT-PCR结果显示NSE(neuron specificenolase)、Nurr1、Ptx3、Lmx1b和TH的mRNA均有表达;免疫细胞化学染色结果表明诱导2周后TH阳性细胞(24·80±3·36)%的表达较诱导3d后(3·77±1·77)%明显提高(P<0·01);HPLC检测到诱导2周后的细胞DA释放水平[(1·22±0·36)μg/mL(n=6)]高于未经诱导的细胞[(0·75±0·22)μg/mL(n=6)(t=-2·79,P=0·038)]。由此得出,BDNF、FSK和DA可以在体外诱导人BMSCs向DA神经元分化,并具有DA神经元的功能特征,是临床用于治疗神经精神性疾病的理想细胞来源。     

体外诱导成年大鼠骨髓间充质干细胞分化为 5-羟色胺敏感性神经元

体外诱导成年大鼠骨髓间充质干细胞分化为具有神经元表型和部分功能的细胞。在对Woodbury化学诱导法作改良的基础上,加用全反式视黄酸对骨髓间充质干细胞作预诱导。诱导3h后,细胞开始表现神经元的形态特征,细胞折光性增强,形成收缩的双极或多极胞体和细长突起。细胞可以维持神经元样存活72h以上。诱导5h后,对免疫染色的细胞用DAPI进行复染,(92.4±6.9)%的细胞表达神经元特异性烯醇化酶。诱导24h后,(93.9±5.2)%的细胞表达成熟神经元的标志物神经丝M H。在给予5-羟色胺刺激时可以产生与神经元相似的胞内钙离子峰,且免疫组化证实5-羟色胺1A受体在干细胞上表达微弱,但在分化后的神经元中表达较强。实验不仅从形态、细胞标志物而且从功能上证实诱导后的细胞为5-羟色胺敏感性神经元。     

诱导多能干细胞研究进展

成熟的体细胞过表达转录激活因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc能够转化为具有多能性的干细胞,称为诱导多能干细胞。类似于胚胎干细胞,诱导多能性干细胞具有自我更新和多向分化潜能性两个主要特征。同胚胎干细胞相比,诱导多能干细胞不仅能够为以细胞替代治疗为核心的再生医学提供无限的细胞来源,而且有望解决胚胎干细胞临床开发面临的伦理道德及免疫排斥问题。从诱导多能干细胞技术的建立、重编程的机理及其在临床中的应用几方面作简要综述。     

神经元限制性沉默因子在NTera2/CloneD1细胞向神经元分化模型中表达的检测

目的:建立NTera2/CloneD1细胞向神经元分化的模型,检测神经元限制性沉默因子(NRSF)经分化培养基诱导后表达的变化。方法:收集正常培养的NTera2/CloneD1细胞及经全反式维甲酸(RA)、阿糖胞苷(AraC)、尿苷分阶段诱导共28 d的细胞,显微镜下观察诱导前后细胞的形态学变化;免疫荧光法检测NTera2/CloneD1细胞诱导前后干性标志Nestin、Sox2和成熟神经元特异性标志NF-200、β-tubulinⅢ的表达情况;应用RT-PCR和免疫荧光法对NRSF进行mRNA和蛋白水平的检测。结果:显微镜下观察到正常培养的NTera2/CloneD1细胞呈克隆样生长,经分化培养基诱导后的NTera2/CloneD1细胞表现出典型的神经元样细胞形态。免疫荧光检测表明,未诱导的NTera2/CloneD1细胞表达神经干细胞的标志Sox2、Nestin,不表达成熟神经元特异性蛋白NF-200、β-tubulinⅢ;而经RA等诱导分化的细胞则不表达Sox2、Nestin,表达NF-200、β-tubulinⅢ。RT-PCR和免疫荧光检测显示,NRSF在诱导分化后的NTera2/CloneD1细胞中的表达量显著降低。结论:建立了NTera2/CloneD1细胞向神经元分化的模型,NRSF在诱导后的NTera2/CloneD1细胞中表达量显著下调,提示NTera2/CloneD1细胞在诱导过程中可能通过下调NRSF,使受到NRSF负性调控的神经元特异性蛋白启动表达并上调,进而实现NTera2/CloneD1细胞向神经元的定向分化。     

人胚胎干细胞来源的视网膜色素上皮细胞质量控制研究

人视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelial cells,RPEs)移植是目前被认为最有希望延缓或治愈视网膜变性疾病的治疗策略,而由人胚胎干细胞诱导分化来源的RPE细胞(human embryonic stem cells-derived RPE,hESC-RPEs)可为RPEs移植提供数量充足、质量可控的细胞来源。为确保hESC-RPEs临床应用的安全性、有效性和稳定性,这类细胞在临床前研究阶段需满足明确的细胞鉴别特征、RPEs基本生物学特征、微生物学安全性、生物学安全性及生物学有效性的总体质量要求,而每一类总体质量要求是由多个关键质量属性要求组成。考虑到人ESCs来源因素,hESC-RPEs细胞生物学安全性需考虑终未分化的RPEs中的hESCs残留问题。现就hESC-RPEs细胞总体质量要求及各相关质量属性进行讨论,目的是帮助在我国建立临床研究用hESC-RPEs质量控制评价体系,和探索适合于所有hESCs诱导分化细胞临床前阶段质量评价的基本方法。     

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。     

提高细胞重编程效率和安全性的策略

细胞重编程是指分化的细胞在特定条件下经过去分化恢复到全能性或多能性状态,或者通过转分化将一种类型的体细胞转变成另外一种类型的细胞的过程。利用重编程技术获得的诱导型多能干细胞,谱系重编程技术获得的组织干细胞或组织细胞,具有患者特异性或者疾病特异性,可以显著减少免疫反应,同时也解决了临床细胞治疗的种子细胞来源问题,具有极大的临床应用价值。但是,另一方面,重编程效率低下和安全性问题却一直是其临床应用的瓶颈。近年来,人们围绕如何优化重编程方法进行了深入的研究,特别是对细胞重编程过程所涉及到的分子机制,包括表观遗传调控机制和上皮间质转化机制在这个过程中的作用有了更深入的认识。此外,采用非整合型载体和利用化学诱导方法替代转录因子的方式也提高了重编程的安全性。该文将就这一领域的研究进展作一综述。     

脊椎动物前脑发育的研究进展

胚胎早期神经系统的发生包括两个不可分开的阶段,即活化和转化过程。活化过程开始于原肠胚早期,是神经发生的诱导过程。稍晚的转化阶段发生了神经系统局部结构的形成,即区域化过程。活化的关键是原肠胚中胚层产生诱导性信号分子和外胚层对信号的应答,区域化也是诱导的结果,造成中枢神经系统有各种局部结构,即具有不同细胞谱系和功能的神经元节(neuromere)。     

大鼠脊髓匀浆上清诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞的实验研究

目的:观察大鼠脊髓匀浆上清诱导骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)形成的神经元样细胞形态特征.方法:通过贴壁法培养分离大鼠骨髓MSCs,体外扩增纯化后加入正常大鼠脊髓匀浆上清诱导72h,倒置显微镜下观察诱导前后细胞的形态结构.激光共聚焦显微镜观测钙离子细胞形态和荧光强度变化,免疫细胞化学方法鉴定诱导后细胞的表型特征.结果:倒置显微镜下可见MSCs呈纺锤形和多角形,核居中,有1-2个核仁,诱导后细胞呈神经元样,细胞伸出较长的轴突样和树突样突起.免疫细胞化学法显示NSE(神经元特异性烯醇化酶)、NF(神经丝蛋白)阳性,GFAP(神经胶质细胞酸性蛋白)阴性.共聚焦显微镜扫描脊髓匀浆上清诱导前细胞形态呈细长的梭形,细胞核不明显,胞体染色强,突起染色弱,荧光像素值低;诱导后,细胞呈现神经元样形态,胞体大,有多个突起,胞体及各突起染色强,荧光像素值高.结论:大鼠脊髓匀浆上清液可在体外诱导骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞.     

阿尔采末病神经元凋亡发生机制的研究及四氢小檗碱的抗凋亡作用

本研究用免疫组织化学、细胞培养和膜片钳技术研究阿尔采末病 (AD)脑中的细胞凋亡 ,以及β 淀粉样肽 ( β AP)诱导离体培养海马神经元的凋亡及其离子机制。结果表明AD脑内存在细胞凋亡 ,β AP可以通过抑制神经元的电压依赖性K 和Na 通道促进神经元凋亡 ,一氧化氮与其有一定的协同作用。同时发现四氢小檗碱可通过降低细胞内Ca2 而减轻β AP引起的神经元凋亡。     

神经妥乐平体外诱导大鼠骨髓基质细胞分化为神经元样细胞

目的探索神经妥乐平(NT)体外诱导大鼠骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,rMSCs)分化为神经元样细胞的可行性,以期为临床应用MSCs治疗神经系统疾病奠定基础。方法取一月龄SD大鼠骨髓,分离出MSCs进行培养、扩增、纯化。用NT诱导MSCs分化为神经元样细胞。用神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫细胞化学染色鉴定阳性细胞。结果MSCs经诱导后胞体变圆,伸出细长突起,呈神经元样形态。免疫组化鉴定显示(31.50±7.32)%的细胞表达NSE阳性,(45.30±9.38)%的细胞表达GFAP阳性。结论MSCs在体外可被NT诱导分化为神经元样细胞。     

Apoptin——一种特异性地促进肿瘤细胞凋亡的蛋白质

鸡贫血病毒(CAV)的vp3基因编码的一种小蛋白质apoptin,可以通过独立于p53作用途径的、不被Bcl-2过量表达所抑制的方式,诱导肿瘤细胞或转化细胞凋亡,而对正常细胞不发挥作用.Apoptin的这些特征使其可能成为一种有效的抗肿瘤药物,apoptin诱导细胞凋亡的独特方式对于研究细胞转化机制和细胞凋亡途径也很有启发.     

大鼠骨髓基质干细胞的分离培养与向神经元样细胞诱导分化的实验研究

目的 探讨大鼠骨髓基质干细胞的提取、分离培养和体外扩增的最佳条件,研究其在体外培养中定向诱导分化为神经元样细胞的可能。方法 通过密度梯度离心和贴壁培养法从成年大鼠骨髓中分离骨髓基质干细胞,进行培养扩增,观察其生长特性;用2-巯基乙醇(β-mercaptoethanol,β-ME)对传代细胞诱导分化,并通过免疫细胞化学染色鉴定分化细胞的类型。结果 原代培养时形成由基质干细胞组成的细胞集落,细胞集落14d时接近融合,传代后,细胞体积变大,约5～7d传代一次。β-ME诱导后,70％以上的细胞在形态上呈神经元样,免疫细胞化学染色呈NSE阳性,GFAP阴性,说明诱导分化的细胞为神经元,而不是星形胶质细胞。结论 骨髓基质干细胞在体外培养条件下生长良好,并可连续传代;在β-ME作用下可被诱导分化为神经元样细胞。