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《小鼠胚胎干細胞定向分化為神經(jīng)細胞的研究進展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、小鼠胚胎干細胞定向分化為神經(jīng)細胞的研究進展【摘要】小鼠胚胎干細胞體外培養(yǎng)可以分化成為外胚層組織，并進一步分化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞。這些細胞已用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的細胞替代治療和治療藥物的研發(fā)。小鼠胚胎干細胞定向分化為神經(jīng)細胞的方法主要有擬胚體介導(dǎo)的神經(jīng)細胞分化、基質(zhì)細胞誘導(dǎo)的神經(jīng)細胞分化、默認(rèn)模式介導(dǎo)的神經(jīng)細胞分化、單層粘附培養(yǎng)誘導(dǎo)的神經(jīng)細胞分化和遺傳工程介導(dǎo)的神經(jīng)細胞分化等。本文綜述了這些分化方法。【關(guān)鍵詞】胚胎干細胞;神經(jīng)細胞;分化 Progressindirecteddifferentiationofmouseembryonicstemcellsintoneuralcells【Abs
2、tract】Mouseembryonicstemcellscangiverisetoectodermalderivativesincultureandcanbefurtherinducedintoneuronsandgliaforcell-replacementtherapiesinthecentralnervoussystemandforuseindrugdiscovery.Themethodsofdirecteddifferentiationofmouseembryonicstemcellsintoneuralcellsincludeneuraldifferentiationfromemb
3、ryonicstemcellsviaembryoidbodies,stromalcellinducedneuraldifferentiation,defaultmodelmediatedneuraldifferentiation,adherentmonocultureinducedneuraldifferentiation,geneticengineeringmediatedneuraldifferentiationandsoon.Herewereviewthesemethodologies.【Keywords】embryonicstemcell;neuralcell;differentiat
4、ion小鼠胚胎干細胞于1981年首次由Evans和Kaufman［1］成功分離建系，它們來源于胚泡的內(nèi)細胞團，這些細胞具有穩(wěn)定的二倍體核型，在體外可以分化為三個胚層的多種細胞。將小鼠胚胎干細胞重新植入胚泡可以參與形成胚胎。體外ES細胞維持未分化狀態(tài)依賴于一些細胞因子的存在，如白血病抑制因子［2］。撤去這種自我更新的刺激信號后，ES細胞很快分化為多種細胞。這些屬性使ES細胞成為非常有用的發(fā)育生物學(xué)和功能基因組學(xué)研究的生物系統(tǒng)［3］。1擬胚體內(nèi)神經(jīng)細胞的分化 小鼠ES細胞通過擬胚體分化為神經(jīng)細胞主要有以下兩種方案。“4-/4+方案”［4］將小鼠ES細胞無LIF培養(yǎng)4天，形成EB；再用維甲酸處理4
5、天，然后在明膠［5］或?qū)诱尺B蛋白［4］包被的組織培養(yǎng)皿上培養(yǎng)［6］。培養(yǎng)6天后，細胞出現(xiàn)明顯的神經(jīng)細胞形態(tài)，開始表達神經(jīng)細胞特異的基因，如神經(jīng)微絲輕鏈、微管相關(guān)蛋白2和5等。這些細胞對一系列神經(jīng)遞質(zhì)和去極化電流起反應(yīng)，證實了它們是可以傳遞興奮的神經(jīng)元。這一方案還會分化出神經(jīng)膠質(zhì)細胞，多數(shù)為星形膠質(zhì)細胞，但也有少突膠質(zhì)細胞的存在［7］。RA是一類促神經(jīng)生長因子，不僅對多潛能干細胞有誘導(dǎo)作用，對神經(jīng)前體細胞也有促進增殖、成熟的作用。RA與受體RAR、RXR結(jié)合，后者活化后與RA反應(yīng)元件結(jié)合，激活神經(jīng)細胞相關(guān)基因并抑制中胚層相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄［8］。Wiles等人的實驗表明RA通過激活抑胰蛋白抑制骨形態(tài)
6、形成蛋白而使小鼠ES細胞向神經(jīng)細胞方向分化［9］?！ ≡摲桨笗r間短、成本低，是目前使用較為廣泛的神經(jīng)細胞誘導(dǎo)方法。其不足之處是EB的外層細胞先分化而內(nèi)層細胞仍保持未分化狀態(tài),分化不均一，得到的細胞種類復(fù)雜，不利于純化?！拔宀椒ā狈桨福?0］(1)擴增未分化的胚胎干細胞；(2)去除分化抑制劑或促有絲分裂素，ES細胞開始分化，不貼壁懸浮生長，形成EB；(3)去除生長因子，選擇巢蛋白陽性細胞；(4)使用神經(jīng)細胞培養(yǎng)液，添加生長激素、神經(jīng)營養(yǎng)因子，擴增神經(jīng)前體細胞；(5)利用促神經(jīng)元存活因子誘導(dǎo)并維持神經(jīng)元成熟。該方案不用RA處理EB，而是將EB在一種選擇性的無血清培養(yǎng)基上培養(yǎng)。因為EB中的非神經(jīng)細
7、胞不能在這種培養(yǎng)條件下生存，所以大部分存活下來的細胞是nestin陽性的神經(jīng)前體細胞［11］。這些神經(jīng)前體細胞可被高效地誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元［12］?！ ≡摲桨傅闹饕獌?yōu)點是在進一步分化為神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細胞之前，神經(jīng)前體細胞已經(jīng)得到較高的純化，這有利于特定類型神經(jīng)細胞的獲得。但是，其操作較“4-/4+方案”復(fù)雜，而且多種生長激素、神經(jīng)營養(yǎng)因子的應(yīng)用增加了成本且不利于分化機制的闡明?！ ⊥ㄟ^EB途徑
