【摘要】：視黃酸(Retinoic acid,RA)在神經(jīng)系統(tǒng)中起著許多關(guān)鍵作用,例如神經(jīng)分化,軸突伸長和神經(jīng)模式的建成。在過去的幾十年里,科學(xué)家發(fā)表了很多關(guān)于RA促進胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESCs)分化形成神經(jīng)細(xì)胞的研究論文,這些體外誘導(dǎo)實驗通常涉及類胚體(embryoid bodys,EBs)的形成。我們現(xiàn)在報道的體外誘導(dǎo)ESC系R1分化形成神經(jīng)細(xì)胞的方法是在單層貼壁培養(yǎng)系統(tǒng)中引進RA來實現(xiàn)的。誘導(dǎo)R1分化形成神經(jīng)細(xì)胞的最初兩天內(nèi),在N2B27培養(yǎng)基中加入1 ?μM的RA,可以提高ESCs向神經(jīng)細(xì)胞分化的效率,具體表現(xiàn)在神經(jīng)特異性的標(biāo)記基因Sox1、Pax6、Nestin、Tuj1和MAP2表達(dá)水平的增加,以及Nestin、Tuj1和MAP2陽性的細(xì)胞數(shù)量的增多。另外,RA的添加還可以促進新生的神經(jīng)元突出增長。我們的研究結(jié)果還顯示:在神經(jīng)發(fā)生的過程中, RA添加之后會伴隨著WNT信號通路抑制因子Dickkopf-1(Dkk-1)表達(dá)水平的增加。直到目前為止,RA促進神經(jīng)發(fā)生的機制仍不明確。單層貼壁培養(yǎng)系統(tǒng)不必牽涉復(fù)雜的EBs和不明因素的基質(zhì)細(xì)胞,所以這一系統(tǒng)將能夠更好利用到體外研究RA信號通路在神經(jīng)發(fā)生過程中的作用上。 誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)和ESC系R1一樣,能夠通過單層貼壁培養(yǎng)系統(tǒng)成功誘導(dǎo)產(chǎn)生神經(jīng)細(xì)胞。實驗中,我們選取了兩種不同體細(xì)胞重編程產(chǎn)生的iPSCs作為研究對象,分別是來源于腦膜的iPSC克隆C5和來源于小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)的iPSC克隆S103f9。經(jīng)過6天的誘導(dǎo),兩個iPSCs均能夠檢測到神經(jīng)特異性的標(biāo)記Pax6、Nestin、Tuj1和MAP2的表達(dá),相反此時幾乎不能夠檢測到多能性的標(biāo)記Oct4的表達(dá)。這些結(jié)果與單層貼壁培養(yǎng)系統(tǒng)中誘導(dǎo)R1細(xì)胞神經(jīng)發(fā)生時的狀況一致,暗示了iPSCs與ESCs具有相似的神經(jīng)發(fā)生能力。體外誘導(dǎo)病人自身的iPSCs形成神經(jīng)細(xì)胞,可以作為研究某些神經(jīng)系統(tǒng)遺傳性疾病的模型,也能夠為由于各種機能紊亂或年齡因素造成的神經(jīng)組織的缺損提供移植治療的材料。
[Abstract]:Retinoic acid (Retinoic acid,RA) plays a key role in the nervous system, such as neural differentiation, axon elongation and neural model formation. In the past few decades, scientists have published many research papers on RA promoting the differentiation of embryonic stem cells (embryonic stem cells,ESCs) into neurons. These in vitro induction experiments usually involve the formation of embryoid bodies (embryoid bodys,EBs). The method of inducing ESC R1 to differentiate into neurons in vitro was reported by introducing RA into monolayer adherent culture system. In the first two days of inducing R1 differentiation to form nerve cells, adding 1? 渭 M RA, to N2B27 medium can improve the efficiency of ESCs differentiation into nerve cells, as shown by the neural specific marker gene Sox1,Pax6,Nestin,. The expression of Tuj1 and MAP2 increased, and the number of Nestin,Tuj1 and MAP2 positive cells increased. In addition, the addition of RA can also promote the prominent growth of new neurons. Our results also showed that the addition of RA was accompanied by an increase in the expression of WNT signaling pathway inhibitor Dickkopf-1 (Dkk-1) during neurogenesis. Up to now, the mechanism of RA promoting neurogenesis is still unclear. The monolayer adherent culture system does not involve complex EBs and unknown stromal cells, so this system will be able to make better use of the in vitro study of the role of RA signaling pathway in neurogenesis. The induced pluripotent stem cells (induced pluripotent stem cells,iPSCs), like ESC strain R1, were successfully induced to produce nerve cells by monolayer adherent culture system. In the experiment, we selected two kinds of iPSCs from different somatic cell reprogramming, namely iPSC clone C5 derived from meninges and iPSC clone S103f9 from mouse embryonic fibroblast (mouse embryonic fibroblasts,MEFs. After 6 days of induction, both iPSCs could detect the expression of neuron-specific labeled Pax6,Nestin,Tuj1 and MAP2, whereas the expression of pluripotent labeled Oct4 could hardly be detected at this time. These results are consistent with those in monolayer adherent culture system, suggesting that iPSCs and ESCs have similar neurogenesis. Inducing iPSCs of patient to form nerve cells in vitro can be used as a model for studying some hereditary diseases of nervous system and as a material for transplantation treatment of nerve tissue defects caused by various functional disorders or age factors.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R329

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本文編號：2380555