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目的和意义:
脑缺血及脑损伤是严重威胁人类生命健康的多发病,其主要的病理损害是神经元的损伤和缺失,导致神经功能缺损。直到上世纪90年代,神经再生与神经干细胞(neural stem cells,NSCs)的发现为中枢神经系统损伤的修复带来了希望。NSCs具有强大的增殖能力和多分化潜能,病理情况下,内、外源性的NSCs能够增殖并向病灶区迁移,最终分化成各种类型的神经元和神经胶质细胞,以修复损伤的神经系统。但研究发现内、外源性NSCs的存活、增殖能力有限,并且易分化为胶质细胞;而微环境对NSCs的增殖、分化起着决定性作用。因而,如何调控NSCs的增殖及分化方向,是应用NSCs治疗神经系统疾病之前急需解决的问题。近年来研究发现,核因子-κKB(nuclea factor-kappa B,NF—κ B)信号系统与中枢神经系统疾病发生发展密切相关,并且可能参与了NSCs增殖分化的调控,但其确切机制尚不清楚。
本实验通过观察NF—κB信号通路激活剂(肿瘤坏死因子α,tumor necrosisfactoT-alpha,TNF-α)、NF—κ B信号通路抑制剂(四氢化吡咯二硫代氨基甲酸盐,pylTollidine dithiocarbamate,PDTC)对体外培养的NSCs增殖状况的影响,探讨NF—κB在NSCs增殖过程中的调控作用;同时初步探讨稀土化合物氯化镧(Lanthanum chloride,LaCl3)对体外培养的NSCs增殖状况的可能影响,以进一步了解NSCs增殖分化的调控机制,为更好地利用NSCs治疗神经系统疾病提供理论依据。
方法:
1、小鼠神经干细胞(mouse neural stem cells,mNSCs)的分离培养及鉴定:
采用成球悬浮法分离培养mNSCs,至第三代后,行细胞冰冻切片,免疫组化方法鉴定NSCs标志蛋白nestin。
2、实验分组:将生长状态良好的第3代mNSCs分为空白对照组、TNF—α组、PDTC组,分别采用常规NSCs培养液、含10ng/mL,TNF—α的NSCs培养液、含0.1mmol/1 PDTC的NSCs培养液培养30分钟、4小时和72小时;另设一组氯化镧组,以含氯化镧2.5μmol/L的NSCs培养液培养NSCs1~3天。
3、观察指标及方法:采用免疫荧光细胞化学方法及’Western Blooting方法检测NSCs NF—κ B活化状况(即P65在细胞中的分布变化);采用免疫荧光细胞化学方法检测与细胞增殖相关的指标(包括cyclinD1、Ki-67)及神经球计数、神经球体积测量方法观察NSCs的增殖状况。
结果:
1、mNSCs的生长状况及鉴定结果:mNSCs原代培养时,镜下见培养2天后细胞分裂增殖逐渐形成呈悬浮生长的形态规则的神经球,球周边不断有分裂增殖的细胞凸出。5~7天后球体积不断增大,球中央的细胞因营养缺乏而逐渐变黑,予以传代。免疫细胞荧光法鉴定神经球中大部分为Nestin表达阳性细胞。
2、NSCs的NF—κB活化状况:细胞免疫荧光染色结果显示,TNF—α组可见明显的p65活化由胞浆转位至胞核;而PDTC组P65仍表达在胞浆,未见核转位。
Western Blotting结果显示,TNF—α组胞核NF—κB/p65蛋白含量显著高于对照组,而PDTc组胞核p65蛋白含量极少。结果表明,TNF—α能使mNSCs NF—κB活化。
3、NSCs的增殖状况:神经球计数和神经球体积测量结果显示,TNF—α组和氯化镧(2.5μmot/L)组神经球数量分别为[(74.56±2.6)个/瓶]和[(62.32±2.8)个/瓶],较对照组[(42.28±3.5)个/瓶]明显增多,P<0.05;神经球体积分别为[(0.82±0.16)×106(μm3)]和[(0.66±0.12)x 106(μm3)],较对照组[(0.26±0.08)×106(μm3)]明显增大,P<0.05。细胞免疫荧光染色结果显示,TNF—α组和空白对照组中,CyclinDl阳性细胞率分别为(68.6±4.2)%和(38.8±3.7)%,明显高于PDTC组的(24.2±2.8)%,p<0.01;Ki-67阳性细胞率分别为(48.2±3.6)%和(35.2±4.7)%,明显高于PDTC组的(18.7±1.8)%,p<0.01。
以上研究结果表明,TNF—Q可使mNSCsNF—κB活化,并促进NSCs增殖;PDTC能抑制mNSCs NF—κB的活化,从而抑制NSCs增殖;一定浓度的氯化镧可促进mNSCs增殖。
结论:
1、NF—κB的激活或抑制可促进或抑制NSCs的增殖,NF—κB在NSCs的增殖过程中可能起着重要的调控作用。
2、一定浓度的氯化镧具有促进Nscs增殖的作用。