长链非编码RNA TUNA介导小鼠星形胶质细胞转化为神经元细胞的研究

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目的:中枢神经系统神经元在发生退行性疾病、中风或创伤后缺乏良好的再生能力。诱导非神经元细胞转化为神经元是一种新的中枢神经系统修复的细胞替代疗法,可避免免疫抑制。星形胶质细胞是大脑中最丰富的细胞,具有很强的增殖能力,它与神经元由同一种前体细胞分化而来,是利用该技术实现再生神经元的最佳选择。长链非编码RNA(long noncoding RNAs,lncRNAs)指一类长度超过200个核苷酸的长链非编码RNA分子,可在转录、转录后以及蛋白活性层面调控生理功能。lncRNA TUNA特异性地与三种RNA结合蛋白形成复合物,从而影响胚胎干细胞分化为神经元细胞。目前,lncRNA能否诱导非神经元细胞转化为神经元有待进一步研究。本研究证明了lncRNA TUNA过表达可在体外诱导小鼠星形胶质细胞转化为神经元,在体内可诱导其转化为神经干细胞,为细胞替代疗法修复中枢神经系统提供理论依据。材料与方法:本研究将从C57BL/6J小鼠(3日龄)大脑皮质中分离原代星形胶质细胞,培养并纯化星形胶质细胞,利用免疫荧光技术进行细胞纯度鉴定。利用慢病毒转染体外培养的星形胶质细胞过表达lncRNA TUNA使其转化为神经母细胞,利用免疫荧光技术对神经母细胞标志物进行检测,进一步利用神经营养因子BDNF促进转化的神经母细胞分化为神经元细胞,利用免疫荧光技术对神经元细胞进行鉴定;细胞划痕实验建立病理状态细胞模型后6 h利用慢病毒转染星形胶质细胞,检测观察病理状态下的细胞转化结果。利用立体定向注射技术,将慢病毒注入成年小鼠的右侧纹状体中,利用免疫组织化学技术检测目的细胞的转化效果,并观察转化后的不同时间变化。结果:1、利用免疫荧光技术鉴定原代星形胶质细胞纯度为95%,慢病毒转染效率为40%。2、转染一周后,与对照组相比实验组中可观察到TUBB3+细胞;免疫荧光结果表明实验组星形胶质细胞中Inc RNA TUNA的表达比对照组中高1500-3000倍;细胞转染后两周时获得MAP2免疫反应性,意味着树突成熟,但成熟神经元中表达的相关蛋白Neu N未被检测到。3、在细胞划痕模型中,转染两周后,实验组可检测转染的细胞获得MAP2免疫反应性而对照组则未能获得,并且能检测到Neu N。4、体内实验组,左侧纹状体内未检测到神经干细胞标记蛋白,右侧纹状体内仅在注射的部位可检测到神经干细胞标记的蛋白,细胞表现为未成熟神经元的形态;注射一周,神经干细胞标记蛋白阳性的细胞数量约为25个(X 1,000),两周后,细胞数量急剧下降。结论:实验研究表明,lncRNA TUNA足以将分化成熟的星形胶质细胞在体外转化为神经元,并且能在体内将其转化为神经干细胞。本实验为细胞再生的治疗方法治疗中枢神经系统损伤提供理论支撑。如何促进转化而成的神经元行使其功能以及神经干细胞分化为神经元有待进一步研究。
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