中国组织工程研究 77誊筹14 势2013—04—02出版 w 。一.。 Chinese Journal of Tissue Eng ̄eering Research Ap r}I 2.2013 VoL17,No.14 doi:lO.3969/j.issn 2095—4344.2013.14.018 fnttp:llwww,crter.org] 赵际囊 沈强.黄斐 无血清_{串经球培舞下种经干组匏的生长s分化呲,中国维织I程磺究,2013.17(1 ̄:2592—2596 无血清神经球培养下神经干细胞的生长与分化★ 赵际奄,沈强,黄斐 上海交通大学附属上海市第一人民医院骨科,上海市200080 文章亮点: 从大鼠大脑皮质提取神经干细胞,以悬浮细胞球的培养方法纯化干细胞,证明流式细胞技术可以成功鉴 定神经球中的细胞表达神经干细胞特异性标志物nestin,并可较为准确的测定神经干细胞分化后的神经 元、星形胶质细胞、少突胶质细胞的比例。 关键词: 干细胞;干细胞培养与分化;神经干细胞;神经球;细胞培养;无血清;悬浮;流式细胞技术:干细胞 图片文章 摘要 背景:体外分离培养纯度高、活力强、生物特性均一的神经干细胞并掌握其生物学特性是神经干细胞移 植研究的前提。 目的:建立大鼠神经干细胞的分离、培养、纯化方法,进行细胞形态学观察、表面标志物鉴定及多向分 化能力检测。 方法:利用无血清悬浮神经球方法分离培养胚胎来源的神经干细胞,进行形态学观察,用免疫细胞化学 方法检测神经干细胞及其分化细胞的标志物,流式细胞仪检测细胞标志物及其比例。 结果与结论:无血清悬浮神经球培养下大鼠神经干细胞生长稳定,操作简单,可大量分离、纯化、扩增 神经干细胞,所获细胞具有神经干细胞的一股生物学特性,流式细胞仪检测第3代神经干细胞巢蛋白达91.5%,并具有多向分化潜能,免疫化学染色及流式细胞仪示神经干细胞可分化形成神经元,神经胶质 细胞和少突胶质细胞。 Growth and diferentiation of neural stem cells fr0m neurospheres after culture in serum-free medium Zhao Ji—tong,Shen Qiang,Huang Fe Department of O ̄hopedics,First People’S Hospital of Shanghai,Shanghai Jiao Tong University Shanghai 200080,China Abstract BACKGROUND:/n vitro isolation and culture of neural stem cells with high purity. ̄rong viability and homogeneous biological characteristics are the basis of neural stem cel ltransDlantatiOn. 0BJECTIVE:TO establish a method of isolation.cultivation and purification of rat neuraj stem cells/n v/tro. to observe celI morphology.and to assess SUrface markers and multi-directionaI differentiation capacity. METHODS:NeuraI stem cells were isolated fr0m rat embryonic cerebral codex and cultured in serum.fere medium lmmunoc ̄ochemIcal staining was used to examiRe the markers of neuraI stem cells and their diferentiated cells.Cell SUrface markers were assessed by flow cytometry. RESULTS AND C0NCLUSION:NeuraI stem cells grew as free—fleating neurospheres in the serum—fere conditions.This method iS simple and can isolate.purify and amplify neuraI stem cells/n vitro.The obtained cells have the general biological characteristics of neural stem cells,accounting for 91.5%by flow 2592 PO.Box 120&Shenyang 赵际童★,男,1985年生, 江苏省太仓市人,上海交 通大学医学院在读硕士, 主要从事神经干细胞与脊 髓损伤治疗的研究。 zhaoli383@sohu.com 通讯作者:沈强,博士, 主任医师,教授,硕士生 导师,上海交通大学附属 上海市第一人民医院骨 科,上海市200080 shmail1231⑨yahoo.com 中图分类号:R394 2 文献标识码:B 文章编号:2095-4344 (2013)14・02592—05 收稿El期:2012—04—25 修目日期:2o12.06_14 (20120425005/M-s) 110004 VV ̄,q4/.CRTER.org 赵际童 等无血清神经球培养F神经 }:组匏的生长与分化 w c尺矾。 Zhao Ji-tongSr,Studying for master’S degree,Department of Orthopedics FirSt People’S cytometry at passage 3,and also have multi-directional diferentiation potentia1.Immunocytochemical staining and flow cytometry demonstrated that neural stem cells can diferentiate into neurons,astrocytes and olgodendriocytes. Hospital of Shanghai,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai Key Words:stem cells;stem cell culture and diferentiation;neural stem cells;neurospheres;cell culture serum—free;suspension;flow cytometry;stem cell phOtOgraphs—cOntaining paper 200080,China zhaoli383@ sohu com Corresponding author:Shen Zhao JT,Shen Q,Huang F.Growth and differentiation of neural stem cells fr0m neurospheres after culture in Qiang.M D.Chief physician. Professor,Master’s supervisor Department of Orthopedics, First People’s Hospital of Shanghai,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200080 China serum—free medium.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu.2013;17(14):2592-2596. 0引言 shmaill231@yahoo com 近年来利用神经干细胞移植治疗神经系统损伤和退行性疾病逐渐受到广泛关注。神经干 细胞是指神经系统中保持持续增殖能力和具有多向分化潜能的细胞,可以分化为神经元、星 形胶质细胞和少突胶质细胞。神经干细胞移植入创伤性动物模型后,能够在一定程度上恢复 受损神经系统的功能【I-8]o实验建立了一个简便、有效的原代培养、增殖和纯化神经干细胞的 方法,并观察大鼠神经干细胞的生物学特性及其分化潜能,为组织工程寻找良好的种子细胞 提供实践基础。 1材料和方法 设计:体外细胞培养实验。 时间及地点:于2011年1月至2012年4月在上海市第一人民医院实验中心完成。 材料: 实验动物:孕14 d SD大鼠3只,体质量为300 g左右,由中科院上海实验动物中心提供, 实验动物许可证号:10042438,清洁级,实验过程对动物处置符合动物伦理学标准。 主要试剂: Main experimental reagents: 试剂 来源 Gibco公司 DMEM/F12培养基,B27和胎中血清 表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子 一PeproTech公司 Abcam公司 抗:兔抗大鼠nestin多克隆抗体 小鼠抗大鼠13 III—tubulin多克隆抗体,兔抗大鼠GFAP多克隆抗体,小鼠抗大鼠 CNPase多克隆抗体 荧光二抗 Chemicon公司 Jackson公司 Sigma公司 BD公司 兔抗大鼠B ili-tubulin单克隆抗体,兔抗大鼠GFAP单克隆抗体,兔抗大鼠CNPase 单克隆抗体 PE小鼠抗大鼠nestin单克隆抗体 方:去: 神经干细胞的分离培养 ”】:将SD大鼠用1 0%水合氯醛腹腔麻醉后,用体积分数75%的乙醇浸 泡5 min,无菌条件下取出胎鼠大脑皮质放入预冷的DMEM/F12培养液中,用眼科剪将组织块剪 成1 mmx1 mmxl mm大小,用吸管反复吹打后取上清液,通过200目滤网过滤制成单细胞悬液, 收集单细胞悬液,800 r/min(离心半径120 mm)离一11,,10 min,弃上清,加入含有2%B27,20 pg/L 表皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子的DMEM/F12培养液重悬细胞,调节细胞浓度为 2xl 0。L-1接种到5O mL培养瓶中,置于37℃,体积分数为5%co2的饱和湿度培养箱培养。 神经干细胞的培养、纯化及传代:将培养5—7 d的神经干细胞收集到离心管中,800 r/min(离 ISSN 2095—4344 CN 21—1581/R CODEN:zLKHAH 2593 赵际蕈 等无血清} 经球培养 神绎于细匏的生长与分化 培养的神经干细胞纯度为91.5%,利用无血清悬浮细胞球 方法传代后能够较好的富集提纯细胞并满足实验需求。 第3代神经干细胞经体积分数为1%胎牛血清诱导,随诱 导时间延长,形态学及流式细胞仪检测发现,诱导至第4 天,约有80%的神经干细胞分化为神经细胞。另外神经 干细胞经单细胞悬液贴壁分化后,绝大部分是星形胶质 细胞,极少有神经元,少突胶质细 叫;而将神经干细 胞球直接贴壁分化【协20】,神经元、少突胶质细胞数量明 显高于前者,这可能与神经干细胞的分化过程中,细胞 间的某种接触作用有益于神经元、少突胶质细胞的诱导 有关。实验表明,所培养的神经干细胞经诱导能逐步分 化为神经元和胶质细胞,失去多向分化的潜能。 实验成功地从胎鼠脑组织中分离出了神经干细胞 并培养、提纯、诱导成功,初步探讨了神经干细胞体外 的生长和分化特性,为进一步研究神经干细胞的细胞学 特性和临床应用建立了实验室基础。 感谢上海市第一人民医院实验中心提供实验平台。 名 豺:实验设计为第二作者,实验实施为第一作者, 实验评估为第三作者。第一作者成文,第二作者审校,第一、 二作者对丈章负责。 彳缢 究课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组 织直接或间接的经济或利益的赞助。 纶理要= 实验过程中对动物的处置符合2009年((Ethical issues in animal e×pe rimentation))相关动物伦理学标准的条例。 者翩文章为原创作品,数据准确,内容不涉及泄密, 无一稿两投,无抄袭,无内容剽窃,无作者署名争议,无与他 人课题以及专利技术的争执,内容真实,文责自负。 4参考文献 Kawada H,Takizawa S。Takanashi et a1.Administration of hematopoietic c ̄okines in the subacute phase aRer cerebraI infarction is effective for functionaI recovery facilitating proliferation of intrinsic neuraI stem/progenitor cells and transition of bone marrow—derived neuronal cells.Circulation. 2006;113(5):701-710 Ellis—Behnke RG,Liang YX,You SW,et a1.Nano neuro knitting peptide nanofiber scaffold for brain repair and axon regeneration with functionaI return of vision.Proc NatI Acad Sci U S A.2006;1 03(1 3):5054—5059. 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