大鼠神经干细胞的体外培养及其条件培养基对骨髓间充质干细胞向神经干细胞分化的影响

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目的(1)建立新生SD大鼠神经干细胞(neural stem cells, NSCs)的分离培养、体外分化、鉴定及体外长期培养的方法,并探讨血清浓度对NSCs分化的影响。(2)观察神经干细胞条件培养基对骨髓间充值干细胞向类神经干细胞样细胞分化的影响。方法(1)取新生SD大鼠大脑组织,用无血清培养技术培养NSCs。采用免疫荧光技术对NSCs进行鉴定,检测其巢蛋白(Nestin)表达。用含有不同胎牛血清(fetalbovine serum,FBS)浓度(2%,5%,10%)的DMEM/F-12培养基诱导NSCs分化,分别用神经元特异性微管相关蛋白2(microtubule-associated protein2,MAP-2)抗体、神经胶质细胞特异性胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidicprotein, GFAP)抗体行免疫荧光染色鉴定分化细胞。通过Western blot法检测不同FBS浓度的分化条件下,MAP-2与GFAP的表达情况。(2)提取大鼠神经干细胞条件培养基,浓缩后加到诱导液中,对所诱导的骨髓间充质干细胞进行形态学观察和蛋白印迹实验检测,比较加入条件培养基的实验组和未加入的对照组,间充质干细胞向神经干细胞样细胞分化的情况。最后在通过免疫化学染色法鉴定诱导生成的类神经干细胞样细胞是否能够分化成为神经细胞。结果(1)获得大量未分化且悬浮生长的NSCs球,并能分化为神经元和神经胶质细胞。随着血清浓度的增加,各组MAP-2的表达逐渐增加(P<0.05),GFAP的表达逐渐减少(P<0.05)。(2)在加入神经干细胞样细胞诱导液后24h,大鼠间充质干细胞形态开始改变,逐渐开始失去原有的梭形结构,至5d时形成大量贴壁生长的类神经干细胞球样细胞,两组类神经干细胞球进行免疫染色,均提示球内大部分细胞表达Nestin(+)。利用图像软件进行分析,发现加入条件培养基的实验组,神经干细胞球数量明显高于对照组(P<0.05),实验的细胞球直径和面积也略大于对照组,但2组之间比较无统计学意义(P>0.05)。蛋白印迹法检测提示实验组Nestin的蛋白表达量较对照组明显增高(P<0.05)。在将诱导液更换为含2%B-27和5%FBS的培养基,两组神经干细胞样细胞均能分化成MAP-2(+)的神经元和GFAP(+)的神经胶质细胞。结论(1)应用无血清培养技术可成功在体外培养出具有增殖、自我更新及多潜能分化能力的新生大鼠NSCs,可于含有不同FBS浓度(2%,5%,10%)的分化条件下进一步分化为神经元及神经胶质细胞,含低浓度血清的条件培养基促进NSCs向神经元方向分化,而高浓度血清则有利于NSCs向神经胶质细胞方向分化。(2)在完全去除间充质干细胞的情况下,含有大鼠神经干细胞分泌的神经营养因子的条件培养基对骨髓间充质干细胞向类神经干细胞样细胞分化有显著的促进作用。
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