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骨髓包括基质系统和造血系统。基质系统含有非造血组织的干细胞,因其能分化骨、软骨、脂肪组织、纤维组织和骨髓支持基质等多种间充 质组织而被称为骨髓间充质干细胞(Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells,MSCs)n<[1、2]>。近年来的研究发现在一定条件下,MSCs也可以分化为神经元样细胞和胶质细胞样细胞,由此为神经系统的多种难治性疾病如帕金森病、阿尔茨海默综合征等开辟了一条新的细胞替代疗法。体外诱导MSCs向神经细胞分化最终的目的在于应用,目前已有很多研究方法在体外培养扩增MSCs并诱导其向神经细胞分化,然而,在分离培养和诱导分化等环节中,方法不统一。目前国内外研究主要以化学制剂氧化剂如维甲酸、二甲基亚砜、2-巯基乙醇、甘油<[3]>等,但是有些诱导剂有一定毒性,不能用于人体内。因此寻找有效而无害的诱导剂显得十分必要,如用中药作为诱导剂,相关的文献报道较少。黄芪是被证实对神经系统疾病有临床疗效并且用于人体的中药。本实验结合目前研究现状,旨在对SD大鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养以及黄芪诱导分化为神经细胞样细胞作进一步探讨。
目的:研究大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)体外分离、培养和扩增方法,使其保持干细胞特性(自我更新和多向分化潜能),为骨髓MSCs 的应用奠定基础;并用黄芪体外诱导骨髓间充质干细胞分化为神经细胞样细胞,为将MSCs用作细胞替代疗法的种子细胞提供良好的理论和实验依据。
方法:通过密度梯度离心从大鼠骨髓中分离有核细胞进行培养,去除不贴壁的细胞,倒置显微镜下逐日观察细胞的形态和生长情况,分离纯化,传代扩增,对其生长特性进行分析。采用含黄芪的无血清L-DMEM诱导分化为神经细胞样细胞,观察细胞形态变化,以免疫组织化学染色方法检测分化细胞中巢蛋白(nestin)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的表达。诱导3 h,提取细胞总RNA,用RT-PCR方法半定量分析相关基因Ngn-1和Wnt-1基因在诱导过程中的表达,并探讨其在分化过程中的表达和作用。 结果:用含10[%]胎牛血清(FCS)的培养基培养,原代细胞贴壁生长,细胞形态均一,为纺锤形,有克隆形成。传代培养时,形态变为成纤维细胞样,生长特性呈“S”形,有较强的增殖能力。经黄芪诱导后,细胞形态发生改变,nestin、NSE和GFAP阳性,分化为神经元或胶质细胞样细胞。Ngn-1和Wnt-1基因在黄芪诱导后明显上调。
结论:大鼠可以体外分离、培养,并能诱导向神经细胞样细胞分化。Ngn-l和Wnt-l基因在黄芪诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经样细胞过程中起正调控作用,Ngn-l和Wnt-l的基因表达与神经样细胞分化关系密切。