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神经干细胞(NSCs)是一类能自我更新,并具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞潜能的细胞。对于NSCs进行培养研究有助于我们更深入的认识中枢神经系统(CNS)生长发育的规律,阐明神经系统疾病的发病机理,最终应用NSCs治疗神经系统疾病。然而NSCs以往的研究多集中在鼠类和人类,对非人灵长类的神经干细胞研究较少。
在本研究中的我们分别采用从食蟹猴(Macacafascicularis)胚胎的侧脑室下区和海马区脑组织中机械分离以及定向诱导食蟹猴胚胎干细胞(cmESCs)分化两种方法来获得cmNSCs,并对这两种来源的NSCs进行培养及生物学鉴定。
本文研究结果如下:
1.胎脑cmNSCs的培养方法的建立:
胎脑cmNSCs采用悬浮培养和贴壁培养相结合的培养法进行培养。分离到的cmNSCs在悬浮培养液中培养一周左右,可见神经球生成,神经球周围可见其他神经细胞死亡的碎片。神经球在随后的培养中逐渐增大,由于难以消化传代,4周左右可见部分大神经球中心变黑坏死。继续悬浮培养,部分神经球开始贴壁分化。第4周将神经球进行贴壁培养,24小时可见神经球黏附于培养板上,大量细胞从神经球中迁出,10天左右铺满培养板。贴壁培养的cmNSCs易于用AccutaseTM(一种复合型胶原酶)消化成单个细胞进行传代培养。
2.胎脑cmNSCs的分化与鉴定:
取第三代的cmNSCs撤除表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)培养10天,cmNSCs增大并分化为多种形态的细胞类型,而未撤除的cmNSCs细胞形态未改变。免疫荧光化学鉴定结果显示,未撤除EGF和bFGF的细胞显示cmNSCs表面特异性标记巢蛋白(nestin)阳性:撤除EGF和bFGF的实验组,cmNSCs分化为GFAP阳性的星形胶质细胞、tuj-1阳性的神经元细胞和04阳性的少突胶质细胞。
3.cmESC定向诱导分化为cmNSCs:
通过各种诱导剂,定向诱导cmESCs经拟胚体向神经管样结构分化。分离神经管样结构贴壁培养,可见胞体呈圆形或椭圆形,有一个或多个突起的细胞生长增殖,经鉴定证实该类细胞为cmNSCs。
4.cmESCs来源的cmNSCs分化与鉴定:
cmESCs来源的cmNSCs进行贴壁培养,取第三代cmNSCs进行免疫荧光化学染色鉴定,结果显示cmESCs来源的cmNSCs显示cmNSCs表面特异性标记nestin阳性,并能分化为Tal-a-tubulin阳性的神经祖细胞和Tuj-1阳性的神经元细胞。
以上结果表明,悬浮培养与贴壁培养相.结合的培养方法是胎脑来源的cmNSCs培养及传代理想方法。本研究分别对胎脑来源和cmESCs来源的cmNSCs进行培养,通过免疫荧光化学鉴定证实其都具有NSCs的生物学特性,说明这两种来源的cmNSCs都可作为NSCs的来源。