观察重组人神经调节蛋白(recombinant neuregulin-1beta,rhNRG)-1β在氧和葡萄糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)条件下通过细胞外信号调节激酶(ERK)信号通路对小鼠神经干细胞增殖能力的影响。
方法将怀孕14~ 17 d的小鼠处死,分离脑室管膜下区的脑组织,提取神经干细胞。采用体外细胞培养方法进行细胞传代和鉴定。神经干细胞鉴定采用SABC-FITC (POD)双标试剂盒,标记免疫荧光细胞化学法镜下检测巢蛋白(Nestin)表达。空白对照组:取鉴定后的神经干细胞,细胞数为2 × 107个,放入24孔培养板中,DMEM/F12完全培养液培养3 h; OGD组:取鉴定后神经干细胞,细胞数为2 × 107个,放入24孔培养板中,加入不含葡萄糖的DMEM/F12培养液,将培养板移入潮湿密闭容器内(37 ℃恒温培养),容器内含有氮气(950 ml/L)和氧气(50 ml/L)的混合气体,缺糖缺氧培养1 h后,再更换完全培养液培养3 h;OGD + rhNRG-1β组:在OGD干预前先加入100 μg/L rhNRG-1β,再培养3 h。神经球形成:分别取3组干细胞,反复吹打成单细胞,按细胞个数1 × 106/ml将神经干细胞接种到含多聚赖氨酸盖玻片上的培养板中,培养7 d后取出盖玻片,相差镜下观察3组干细胞神经球形成,计算神经干细胞增殖变化;克隆形成:分别取3组干细胞,接种于60 mm培养皿中,细胞个数2 × 107个,完全培养液培养24 h,相差镜下观察3组细胞克隆形成,计算神经干细胞增殖变化;蛋白免疫印迹法(Western blot):测定3组干细胞磷酸化ERK (pERK)蛋白的变化,观察rhNRG-1β通过ERK信号通路上调pERK蛋白表达对小鼠神经干细胞增殖能力的影响。
结果镜下原代培养的神经干细胞呈单个或成对生长,形态呈圆形;神经干细胞增殖呈团状集落;可见带有黄绿色荧光的特异性Nestin蛋白标记的神经干细胞。神经干细胞神经球数量、平均直径组间比较差异有统计学意义(F= 693.66、1 002.09,P均< 0.01),其中OGD组神经干细胞神经球形成受到显著抑制,形成数量、平均直径[(88.78 ± 7.14)个、(62.12 ± 2.52)μm]明显低于对照组[(246.34 ± 8.67)个、 (128.45 ± 2.33)μm]和OGD + rh-NRG-1β组[(237.87 ± 6.61)个、 (118.37 ± 2.71) μm,P均< 0.01]。神经干细胞克隆形成率组间比较差异有统计学意义(F= 132.03,P < 0.01),其中OGD组神经干细胞克隆形成受到显著抑制,形成率[(11.65 ± 0.94)%]明显低于对照组[ (33.23 ± 2.93)%]和OGD + rh-NRG-1β组[(31.42 ± 2.61)%,P均< 0.01 ]。Western blot显示,神经干细胞pERK蛋白表达组间比较差异有统计学意义(F= 63.76,P < 0.01),其中OGD组pERK蛋白的相对表达量(0.487 ± 0.072)明显低于对照组(1.013 ± 0.112)和OGD + rh-NRG-1β组(1.752 ± 0.278 ,P均< 0.01)。
结论在OGD条件下,pERK蛋白表达下降,小鼠神经干细胞增殖受到抑制;rhNRG-1β能上调pERK蛋白表达,促进小鼠神经干细胞的增殖。小鼠神经干细胞的增殖能力受ERK信号通路的影响。