新生大鼠神经干细胞体外培养与诱导分化的研究

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目的:建立简便、易行的新生大鼠神经干细脆体外分离培养方法,并鉴定神经干细胞;探讨神经干细胞在体外增殖、分化的特点,并从局部微环境来探讨神经干细胞的发生与分化机制,为细胞移植研究奠定基础。 方法:(1)从新生大鼠脑组织中分离神经干细胞,采用神经细胞球形成法,以无血清培养液,并结合使用生长因子(bFGF、EGF),进行体外扩增培养,以机械分离法连续传代,相差显微镜观察细胞形态,细胞生长曲线法和流式细胞仪检测神经干细胞的增殖能力,以免疫细胞化学法检测Nestin表达和分化后细胞中神经元特异性烯醇化酶(NSE)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和2,3-环核甘酸磷酸二脂酶(CNP)的表达;(2)观察不同浓度bFGF、EGF对神经干细胞增殖的影响,用免疫荧光染色和流式细胞仪分选细胞法观察bFGF、EGF和不同浓度的胎牛血清对神经干细胞分化为神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞的影响;(3)采用差速贴壁法和振荡法分离纯化星型胶质细胞,用免疫细胞化学染色法,GFAP标记星型胶质细胞,进行细胞的纯度鉴定;将星型胶质细胞接种在12孔培养板中,待细胞均匀长满后,换神经干细胞基础培养液,置于培养箱孵育24h,将涂有PLL的盖玻片放入12孔板中,将神经干细胞球种到盖玻片上,在互不接触的情况共培养,每2d更换一次培养基,免疫荧光法观察星型胶质细胞源性因子对神经干细胞分化后NSE、GFAP和酪氨酸羟化酶(TH)表达的影响。 结果:(1)从新生大鼠脑组织分离的细胞在含有生长因子bFGF或EGF的无血清的神经干细胞基础培养液中,能形成大量悬浮的神经干细胞球,细胞生长曲线和流式细胞仪的结果表明这些干细胞球可在体外扩增及传代培养,经免疫细胞化学鉴定,Nestin抗体标记阳性,分化后的细胞表达神经元、星型胶质细胞、少突胶质细胞的特异性抗原;(2)在神经干细胞的体外培养过程中,随着因子浓度的增加,干细胞的增殖速度亦随之加快,当因子的浓度达到10~~0ng/ml(bFGF)、20~30ng/ml(EGF)时,细胞的增殖达到较高的水平,而随着因子浓度的继续增加,细胞增殖的速度则随之下降;免疫荧光染色和流式细胞仪分选细胞显示bFGF能明显增加NSE的表达新生大鼠神经十细胞体外培养和诱导分化的研究中文提要(P<O.05),EGF能明显增加G队P的表达(P<0.05);在无血清组中NSE阳性细胞多于各血清组(P<0.05),各胎牛血清组GFAP染色阳性的细胞均多于无血清组(P<0.05);(3)纯化的星型胶质细胞经免疫细胞化学鉴定,GFAP抗体标记阳性,细胞纯度达98%;星型胶质细胞与神经干细胞共培养时,神经干细胞贴壁分化加快,经免疫荧光染色鉴定,NSE阳性细胞及TH阳性细胞明显多于对照组(P<0 .05)。 结论:(l)从新生大鼠脑组织分离培养的细胞保持了干细胞的未分化属性,具有自我更新、增殖能力和多分化潜能,表达神经上皮干细胞蛋白,是中枢神经系统的干细胞,该方法简便、易行,是进行诱导分化的良好细胞模型:(2)在神经干细胞的体外培养过程中,以bFGF的浓度维持在10~Zong/Inl,EGF的浓度维持在20一30ng/ml较为合适;bFGF诱导神经干细胞更多向神经元分化,EGF则诱导神经干细胞更多向胶质细胞分化;有血清培养使神经干细胞更多地分化为星型胶质细胞,且随着血清浓度的增高,分化为星型胶质细胞的比例越高。(3)星型胶质细胞源性因子诱导神经干细胞向神经元,包括多巴胺神经元分化,这一神经发生通路从一个新的角度阐明神经发育机制,也提供了一个快速而有效的方法获得大量神经元。
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