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目的:通过减少内源性一氧化氮(nitric oxide,NO)或者增加外源性NO的方式,探讨NO对体外培养状态下的新生大鼠神经干细胞/前体细胞(neural stem cells/neuralprecursors,NSCs/NPs)分化的作用。
方法:
1.采用常规方法分离新生大鼠脑室下带(subventricular zone,SVZ)组织,进行NSCs/NPs体外培养、扩增,并添加5.溴.2-脱氧尿嘧啶核苷(5-bromo-2-deoxyuridine,BrdU)标记增殖的细胞。
2.用N-硝基-L精氨酸甲酯(N-nitro-L-arginine methylester,L-NAME)作为神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)抑制剂,观察内源性NO的减少对NSCs/NPs分化的影响。
3.用二乙烯三胺/一氧化氮聚合物(diethylenetriamine/NO,DETA/NO)作为外源性NO供体,观察外源性NO的增加对NSCs/NPs分化的影响。
4.用免疫细胞化学方法,观察NSCs/NPs标志物——巢蛋白(neuroepthelial stemcell protein,nestin)、神经元标志物——βⅢ型微管蛋白(β-Ⅲ-tubulin,Tuj-1)和星型胶质细胞标志物——胶质原纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)的表达;观察BrdU和nNOS表达情况。
5.用Greiss还原法检测培养液中总NO的浓度。
结果:
1.从SVZ分离的细胞,经过5-7天体外培养,可形成神经球。原代或次代培养的神经球均为nestin阳性,同时可检测到BrdU阳性的细胞。在不施加任何处理因素的情况下,原代或次代神经球均可分化出Tuj-1阳性的神经元和GFAP阳性的星形胶质细胞。
2.在体外培养的NSCs/NPs中加入L-NAME 5天后,100μM、150μM、200μML-NAME实验组培养液中NO浓度分别为28.4±3.0μM、27.9±2.7μM、25.2±4.4μM,较对照组(34.1±2.7μM)减少(P<0.05)相应实验组分化的神经元数分别为34.5±5.2%、33.8±5.7%、32.6±7.2%,较对照组(40.8±6.7%)减少(P<0.05);150μM、200μM实验组分化的星型胶质细胞数分别为27.5±4.1%、27.0±7.5%,较对照组(36.2±4.3%)也减少(P<0.05)。另外,100μM、150μM、200μM L-NAME实验组分化细胞表达的nNOS阳性率分别为19.0±5.3%、18.0±3.0%、17.8±4.9%,也较对照组(25.9±6.4%)减少(P<0.05)。
3.在体外培养的NSCs/NPs加入DETA/NO 5天后,40μM、50μM、60μMDETA/NO实验组培养液中分别释放出62.0±6.4μM、64.8±15.7μM、68.5±11.6μM的NO,较对照组(25.6 ±16.4μM)显著增加(P<0.01);相应实验组分化的神经元数分别高达53.1±4.7%、54.1±6.9%、63.8±9.5%,而分化的星型胶质细胞数分别只有36.6±6.3%、38.2±6.7%、41±10.5%。
结论:
NO对体外培养的NSCs/NPs的作用主要是促使其分化,特别是诱导其向神经元方向分化。