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《上海交通大学》 2011年
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来源于大鼠脊髓星形胶质细胞的神经干细胞诱导分化成运动神经元的研究

邵志成  
【摘要】:运动神经元损伤可导致躯体肌肉丧失神经支配,这种疾病一直以来被认为是无法治愈的。通过干细胞诱导分化成运动神经元来替代受损的运动神经元将是一种比较可行的治疗手段。近来,已有报道胚胎干细胞可以诱导分化成运动神经元。然而,胚胎干细胞存在免疫排斥和高成瘤等问题。理想的运动神经元来源是从患者自身细胞诱导得来的。我们以前的研究结果表明,在损伤的条件下成体的星形胶质细胞去分化成神经干细胞。本文旨在探讨星形胶质细胞来源的神经干细胞是否可以被诱导分化成为运动神经元。 本文应用体外限制性培养基选择培养出生后15-20 d的大鼠脊髓星形胶质细胞。通过免疫荧光染色、流式细胞分析、蛋白免疫印迹、细胞转染及Time-lapse荧光追踪等实验方法,研究了星形胶质细胞在体外条件下去分化的机制。通过表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维生长因子(bFGF)的神经球分析体系,研究去分化后的星形胶质细胞的干细胞特征。利用维甲酸(RA)和音猬因子(Shh)胞外诱导信号分子,诱导干细胞向运动神经元分化。 本文结果显示,大鼠脊髓星形胶质细胞在体外选择培养的条件下去分化表达神经干细胞的标记物巢蛋白(Nestin)。在EGF和bFGF存在的条件下可以长出神经球。神经球细胞可以大量增殖并且可以传16代以上。神经球不仅可以自我更新(Self-renew),还可以分化成神经元和胶质细胞。结果表明,在体外培养条件下星形胶质细胞可以去分化成为神经干细胞。进一步的研究发现,这种神经干细胞在RA和Shh信号分子诱导5 d后,97.7 %±0.5 %的细胞是表达Olig2的运动神经元祖细胞;97.6 %±0.5 %的细胞是表达βIII-tubulin的神经元,且Olig2和βIII-tubulin在这种诱导分化后的细胞均为共表达。在加入脑源性神经营养因子(BDNF)、睫状神经营养因子(CNTF)、胶质源性神经营养因子(GDNF)和神经营养因子-3 (NT-3)继续分化成熟2周后,24.4 %±1.1 %的细胞是表达HB9的运动神经元,这些细胞也是βIII-tubulin和ChAT阳性的。在撤除RA和Shh信号分子后,运动神经元的分化比例显著的下降。结果表明,RA和Shh可以显著地诱导星形胶质细胞去分化来源的神经干细胞分化成为运动神经元。 上述结果表明,星形胶质细胞源的神经干细胞可以被高效地诱导分化运动神经元的祖细胞,进而可以分化成运动神经元。临床通过组织活检很容易从患者自身获得星形胶质细胞,结合本研究结果,提示自体星形胶质细胞体外培养诱导分化为运动神经元再移植将可能成为运动神经元损伤治疗的一种有效方法。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R329

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