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神经干细胞(neural stem cells,NSCs)是可以自我增生和复制,并能分化为构成中枢神经系统的包括神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞的细胞类型。神经前体细胞(neural progenitor cells,NPCs)是神经干细胞在分化过程中初步分化形成的具备分化为单一成熟神经细胞的单能神经干细胞。在胚胎早期,脑室区NSCs是处于对称分裂状态中,从而达到增加数量的目的。接下来,神经干细胞再通过不对称分裂,分裂为神经干细胞和神经元来继续神经发生的过程。胚胎发展过程中,一部分神经干细胞是具备分裂成一个神经干细胞和一个NPCs的能力。神经发生后期,NSCs在分化成神经元的基础上,还可以分化产生为星型胶质细胞和少突胶质细胞。上述过程是受很多因素调节才得以发生的,其中表观遗传学是重要的调节因素。表观遗传学(epigenetics)是一种指不涉及DNA序列改变的基因或者蛋白表达的变化,并可以在发育和细胞增殖过程中稳定传递的遗传学,即可以从一个细胞被传递到其子代的基因调节类型。表观遗传性状的变化具有可继承性,又有一定程度的可逆性。表观遗传学在环境因素和转录因子等因素的调控下可以调节神经干细胞的增殖和分化。表观遗传学包括很多方式,对神经干细胞的增殖分化都存在着影响。因此揭示表观遗传学如何调节神经干细胞的增殖分化的机制,对中枢神经退行性病变的防治有着重要的意义。1、人参皂苷Rg1对离体缺血再灌注神经干细胞增殖分化的作用采用氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)细胞模型模拟脑缺血再灌注造成的脑组织损伤,将体外分离培养的神经干细胞分为OGD/R后复氧2h、4h、6h共3个时间点,每个时间点分为对照组、缺血再灌注组和人参皂苷Rg1组,对照组细胞正常培养,缺血再灌注组和人参皂苷Rg1组缺氧培养4h后,再分别正常培养2h、4h、6h,各时间点结束后,各组神经干细胞增殖标记物(Brdu)、神经干细胞特异性标志物巢蛋白(Nestin)、神经元祖细胞特异性标记物(Tuj-1)及星形胶质细胞祖细胞标记物(Vimentin)的表达都应用免疫荧光双标染色方法进行检测,统计各组阳性细胞的个数、光密度、面密度。结果发现正常情况下,Nestin、Tuj-1和Vimentin均能在神经干细胞中有所表达。缺血再灌注组与对照组相比,免疫荧光观察发现,神经干细胞的阳性细胞数、光密度、面密度明显减少和降低,差异具有统计学意义(P<0.05);人参皂苷Rg1组与缺血再灌注组相比,神经干细胞的阳性细胞数、光密度、面密度明显增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。而且随着复氧时间的延长,神经干细胞阳性细胞数、光密度、面密度逐渐增加。从形态学上说明人参皂苷Rg1可以在缺血缺氧的条件下通过促进神经干细胞的增殖分化,从而促进中枢神经损伤的修复。2、人参皂苷Rg1对缺血再灌注神经干细胞microRNA-21/210表达的影响实时荧光定量PCR的方法检测microRNA-21/210的表达量与神经干细胞增殖分化的关系,与对照组相比,缺血再灌注组miR-21在复氧4h和6h的表达呈现上调表达,miR-210在三个时间点均呈现上调表达,差异具有统计学意义(P<0.05),这说明在缺氧可以促进miR-21和miR-210的表达,从而促进神经干细胞的增殖。人参皂苷Rg1干预后,与缺血再灌注组相比,人参皂苷Rg1组miR-21在在复氧4h和6h的表达呈现上调表达,miR-210在三个时间点均呈现上调表达差异具有统计学意义(P<0.05),这说明人参皂苷Rg1可以促进缺氧状态下的神经干细胞中miR-21和miR-210的表达增加,促进神经干细胞在缺氧状态下的修复。这说明人参皂苷Rg1可能通过miR-21和miR-210参与脑损伤的神经干细胞修复。3、人参皂苷Rg1对缺血再灌注神经干细胞DNMT1/DNMT3a表达的影响实时荧光定量PCR发现,与对照组相比,三个时间点的缺血再灌注组中的DNMT1和DNMT3a的表达均有所增加,且差异有统计学意义(p<0.05)。但人参皂苷Rg1药物干预后,与缺血再灌注组相比,三个时间点下人参皂苷Rg1组中的DNMT1表达是没有显著变化的,而DNMT3a的表达呈现显著上调,且差异有统计学意义(p<0.05)。Western blot实验发现,神经干细胞中的DNMT3a在缺血再灌注组中,即缺血缺氧的条件下,与对照组相比,三个时间点的表达均是增加的,差异具有统计学意义(P<0.05)。这说明DNMT3a可能促进神经干细胞在缺血缺氧条件下的自我修复和增殖。在人参皂苷Rg1的干预下,与缺血再灌注组相比,三个时间点的DNMT3a的表达也是增加的。说明人参皂苷Rg1可能通过DNMT3a促进神经干细胞的自我更新和增殖。综上所述,人参皂苷Rg1可以在缺血缺氧的条件下促进神经干细胞的增殖分化,并可以促进缺氧状态下的神经干细胞中miR-21和miR-210以及DNMT3a的表达增加。这证明人参皂苷Rg1可能通过增强miR-21/miR-210以及DNMT3a表达,从而能促进了缺血再灌注神经干细胞的存活、自我复制和分化,参与脑组织缺血、损伤的神经修复。