神經(jīng)干細胞(NSC)在生物醫(yī)學研究中的使用越來越受歡迎,突破性的研究推翻了長期以來神經(jīng)組織無法再生的觀點。神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞起源于大腦特定區(qū)域的神經(jīng)干細胞這一發(fā)現(xiàn)揭示了治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的重要臨床應(yīng)用,包括帕金森病、阿爾茨海默病和脊髓修復。
經(jīng)常問的問題
什么是神經(jīng)干細胞?
神經(jīng)干細胞是來自中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多能干細胞,可以自我更新,并分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞1。
神經(jīng)干細胞在哪里發(fā)現(xiàn)?
在胚胎發(fā)育過程中,神經(jīng)干細胞普遍存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的所有區(qū)域,包括皮質(zhì)、丘腦、脊髓和隔膜。然而,在成年哺乳動物的大腦中,它們僅限于兩個區(qū)域:
- 側(cè)腦室的室下區(qū) (SVZ)
- 海馬齒狀回內(nèi)的顆粒下區(qū) (SGZ)
從大腦中分離神經(jīng)干細胞的步驟是什么?
神經(jīng)干細胞的分離包括四個步驟。4
解剖:從大腦的適當位置制作薄薄的組織切片,并將它們進一步切碎成小塊以進行酶消化。
酶消化:分離的組織被細胞外基質(zhì)包圍,并用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶等蛋白酶消化。
機械解聚:通過研磨或?qū)⒓毎麘腋∫和ㄟ^注射器和針頭進行解聚,從剩余組織中去除神經(jīng)干細胞。
富集:通過上述步驟獲得的細胞是異質(zhì)的,隨后根據(jù)細胞的表型對它們進行富集。
- 細胞培養(yǎng)板的粘附性:根據(jù)對涂有不同基質(zhì)的細胞培養(yǎng)板表面的粘附性來區(qū)分神經(jīng)細胞的亞型。
- 差速梯度離心:神經(jīng)干細胞呈密度梯度分布,可單獨收集。梯度是通過使用不同的試劑形成的,包括percoll、蔗糖溶液和牛血清白蛋白。
- 免疫淘選:根據(jù)細胞與先前涂有細胞表面抗體的細胞培養(yǎng)板的差異結(jié)合來分離細胞。
- 熒光激活細胞分選 (FACS):根據(jù)核或細胞質(zhì)標記的表達對細胞進行分選。
什么是神經(jīng)球?
當神經(jīng)干細胞以適當?shù)拿芏蠕佋诤线m的低附著培養(yǎng)板中時,將連續(xù)分裂以產(chǎn)生非貼壁的球形細胞簇,稱為神經(jīng)球。神經(jīng)球含有一小部分真正的神經(jīng)干細胞,而其余細胞則處于不同的分化階段5。
如何表征神經(jīng)干細胞?
神經(jīng)干細胞抗體可以根據(jù)三種神經(jīng)干細胞標記物的表達來識別神經(jīng)干細胞:Nestin、Sox2和Musashi。此外,星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞還可以通過免疫細胞化學分別檢測分化譜系標記物β-III-微管蛋白、GFAP和O1來鑒定。
用于繁殖神經(jīng)干細胞的培養(yǎng)基是什么?
無血清NSC擴增培養(yǎng)基在補充L-谷氨酰胺和FGF-2的情況下用于維持神經(jīng)干細胞培養(yǎng)物。在適當?shù)臈l件下,神經(jīng)干細胞應(yīng)該無限增殖。然而,建議進行常規(guī)核型分析。
如何維持和增殖神經(jīng)干細胞?
神經(jīng)球6和單層培養(yǎng)物7均用于培養(yǎng)和擴增神經(jīng)干細胞。然而,每種方法都有自己的優(yōu)點和缺點:
神經(jīng)球培養(yǎng) | 單層培養(yǎng) | |
---|---|---|
優(yōu)點 | 通過細胞間相互作用重現(xiàn)體內(nèi)條件,使 干細胞存活 | 易于研究單個 細胞水平的特性 一致的性能 |
缺點 | 可變球體形成 營養(yǎng)物質(zhì)和生長因子的擴散可能會在 3D 結(jié)構(gòu) 內(nèi)受到影響。 無法追蹤單個細胞 | 細胞暴露于均質(zhì) 環(huán)境 不模仿體內(nèi)條件 |
什么是神經(jīng)祖細胞?
神經(jīng)祖細胞是神經(jīng)干細胞的后代,可以分化成不止一種神經(jīng)細胞類型。然而,與神經(jīng)干細胞不同,它們的增殖和自我更新能力有限。
神經(jīng)干細胞如何分化為神經(jīng)元?
雙SMAD抑制是一種用于將NSC分化為神經(jīng)元的常用技術(shù)。這些神經(jīng)誘導介質(zhì)依靠小分子神經(jīng)誘導劑和補充劑來產(chǎn)生高度富集的終末分化TUJ-1/MAP2ab陽性末期神經(jīng)元群體。
神經(jīng)干細胞移植的潛在治療應(yīng)用有哪些?
將外源神經(jīng)干細胞或終末分化神經(jīng)細胞移植到宿主大腦中可以治愈多種神經(jīng)退行性疾病,如帕金森病、亨廷頓病、阿爾茨海默病、脊髓損傷、肌萎縮側(cè)索硬化癥和腦缺血8。
參考資料:
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