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大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞體內(nèi)外表達(dá)神經(jīng)營養(yǎng)因子與體內(nèi)移植延緩失神經(jīng)骨骼肌萎縮及其機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究

發(fā)布時(shí)間:2020-02-21 09:01
【摘要】: 摘要目的:研究大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(Rat mesenchymal stem cells, rMSCs)以及經(jīng)誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞后腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)生長因子(NGF)、神經(jīng)營養(yǎng)素-3(NT3)、睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子(CNTF)和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)的表達(dá)情況。 方法:取Wistar大鼠骨髓,提取、分離、培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,用免疫熒光染色及流式細(xì)胞儀行CD44、CD45和CD90鑒定。取傳第3代的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞用DMEM、0.1 mmol/L2-巰基乙醇和2%二甲基亞砜,預(yù)誘導(dǎo)5小時(shí)后更換含10%FBS的DMEM、10μg/L堿性成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、10μg/L表皮生長因子(EGF)共1ml,置入37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中誘導(dǎo)維持7天和14天,熒光相差顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài),行神經(jīng)元標(biāo)志物Nestin、NF、MAP-2、β-tubulinⅢ、Chat和GFAP免疫熒光染色和流式細(xì)胞儀鑒定。分別在細(xì)胞傳1、3、5代及誘導(dǎo)7天和14天時(shí)采用RT-PCR及ELISA測定骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)元樣細(xì)胞表達(dá)BDNF、NGF、NT3、CNTF和GDNF的情況。 結(jié)果:骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后大約有80%的細(xì)胞呈神經(jīng)元樣改變,免疫熒光染色顯示神經(jīng)元標(biāo)志物Nestin陽性率40.17%±2.95%、NF陽性率16.00%±1.23%、MAP-2陽性率36.30%±1.78%、tubulinβⅢ陽性率19.00%±1.58%、Chat陽性率19.30%±1.38%和GFAP陽性率39.17%±1.95%。RT-PCR顯示骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能夠表達(dá)BDNF、NGF、NT3、CNTF和GDNF;而ELISA分析證明在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞傳第3代時(shí)上述神經(jīng)營養(yǎng)因子處于高峰,CNTF表達(dá)量最高,比NT3高15倍;從傳第1代到第5代CNTF表達(dá)變化小于1倍,但是BDNF表達(dá)變化則多于8倍;分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞后表達(dá)上述神經(jīng)營養(yǎng)因子的能力下降,特別是CNTF及BDNF下降至一半;在誘導(dǎo)7天時(shí)NGF、BDNF、GDNF表達(dá)略高于誘導(dǎo)14天,而CNTF、NT3的表達(dá)則比誘導(dǎo)14天時(shí)稍減少。 結(jié)論:1.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能夠表達(dá)BDNG, NGF, CNTF, GDNF和NT3,且在細(xì)胞傳第三代時(shí)處于高峰,以CNTF的表達(dá)量最高。2.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化后為神經(jīng)元樣細(xì)胞后表達(dá)上述神經(jīng)營養(yǎng)因子含量下降,以CNTF及BDNF下降最明顯。3.在誘導(dǎo)7天和14天時(shí),上述神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)量相當(dāng)。 目的:研究骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植于切斷脛神經(jīng)遠(yuǎn)端觀察表達(dá)上述神經(jīng)營養(yǎng)因子以及向神經(jīng)元樣細(xì)胞分化的情況;進(jìn)一步觀察骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞延緩失神經(jīng)支配的骨骼肌萎縮作用和沉默骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞表達(dá)CNTF對延緩失神經(jīng)骨骼肌萎縮的影響。 方法:取成年Wistar雄性大鼠,分為4組:Ⅰ,對照組(n=24);Ⅱ,CNTF注射組(n=24);Ⅲ,RNA干擾沉默CNTF表達(dá)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植組(n=24);Ⅳ,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植組(n=24)。每組大鼠的遠(yuǎn)端脛神經(jīng)分別被注射5ulDMEM, 5ulCNTF,2.5×105RNA干擾沉默CNTF表達(dá)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和2.5×105骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。分別于術(shù)后4、8和12周獲取標(biāo)本行腓腸肌張力、腓腸肌濕重比率、腓腸肌纖維橫截面積維持率及三色染色觀察肌萎縮情況;同時(shí)行在12周時(shí)行骨髓基質(zhì)干細(xì)胞標(biāo)志物CD44、CD90;神經(jīng)元標(biāo)志物NF、GFAP及神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF、NGF、NT3、CNTF和GDNF免疫熒光染色觀察骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)營養(yǎng)因子與分化情況以及掃描電鏡觀察神經(jīng)肌肉接頭處突觸后膜變化情況。 結(jié)果:在移植后4、8和12周腓腸肌肌張力測試發(fā)現(xiàn),在所有各組肌張力呈持續(xù)下降趨勢,特別是Ⅰ組;而且腓腸肌濕重比率、腓腸肌纖維橫截面積維持率下降趨勢與肌張力變化相似;各組間兩兩比較,結(jié)果顯示腓腸肌濕重比率、腓腸肌纖維橫截面積維持率,Ⅳ組與Ⅰ組、Ⅱ組比較差異有顯著性(P0.05);Ⅲ組與Ⅰ組、Ⅱ組比較差異有顯著性(P<0.05);Ⅱ組與Ⅰ組比較差異有顯著性(P0.05);然而,Ⅲ組與Ⅳ組比較差異無顯著性(P>0.05)。腓腸肌三色染色發(fā)現(xiàn),Ⅰ組肌纖維大部分被膠原纖維組織替代,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組尚有肌纖維組織得以保持,其中,Ⅳ組優(yōu)于Ⅲ組優(yōu)于Ⅱ組。在細(xì)胞移植后12周取遠(yuǎn)側(cè)脛神經(jīng)標(biāo)本行免疫熒光染色,發(fā)現(xiàn)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞標(biāo)志物CD90呈陽性,同時(shí)行神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF、NGF、NT3、CNTF和GDNF染色呈陽性,而神經(jīng)元標(biāo)志物NF、GFAP呈陰性。進(jìn)行描電鏡顯示,Ⅳ組神經(jīng)肌肉接頭處突觸后膜皺襞深度與密度優(yōu)于Ⅲ組優(yōu)于Ⅱ組優(yōu)于Ⅰ組。 結(jié)論:1.骨髓基質(zhì)干細(xì)胞具有延緩失神經(jīng)骨骼肌肌萎縮的作用;;2.骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在缺少某種神經(jīng)營養(yǎng)因子--CNTF的情況下延緩失神經(jīng)骨骼肌肌萎縮的作用未發(fā)生改變;3.骨髓基質(zhì)干細(xì)胞之所以能夠延緩失神經(jīng)骨骼肌肌萎縮可能因?yàn)樵谥車窠?jīng)中存活并分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子,而不是分化為神經(jīng)元樣細(xì)胞;4.突觸后膜的變化與腓腸肌形態(tài)與功能的變化一致,我們推猜骨髓基質(zhì)干細(xì)胞表達(dá)的神經(jīng)營養(yǎng)因子是通過神經(jīng)肌肉接頭處的突觸后膜發(fā)揮延緩失神經(jīng)骨骼肌肌萎縮。 摘要目的:研究骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對突觸后膜AchR表達(dá)的影響及引起其變化的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路情況。 方法:將Sol8肌管細(xì)胞培養(yǎng)于含10%FBS的高糖DMEM中待其達(dá)到60%融合時(shí),通過構(gòu)建慢病毒載體(LVTHM)將AchR和ERBB3共轉(zhuǎn)染Sol8肌管細(xì)胞,通過RT-PCR驗(yàn)證轉(zhuǎn)染效率;將共轉(zhuǎn)染后的Sol8肌管細(xì)胞與傳第三代的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng)48小時(shí);實(shí)驗(yàn)分兩組:A:Sol8肌管細(xì)胞組;B:共培養(yǎng)組;通過Western blot測定Sol8肌管細(xì)胞AchR表達(dá)情況以及細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路ERBB3(細(xì)胞膜)→Ras→Raf→MAPK(細(xì)胞質(zhì))的變化情況。 結(jié)果:經(jīng)RT-PCR測定發(fā)現(xiàn)Erbb3轉(zhuǎn)染率為84.3%,AChRδ轉(zhuǎn)染率為83.3%Western blot結(jié)果發(fā)現(xiàn),骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞與共轉(zhuǎn)染后的Sol8肌管細(xì)胞共培養(yǎng)48hr后觀察發(fā)現(xiàn),AChRδ表達(dá)增加,細(xì)胞膜ErbB3表達(dá)上調(diào),同時(shí)發(fā)現(xiàn)Sol8肌管細(xì)胞內(nèi)Ras、Raf、MAPK細(xì)胞信號蛋白表達(dá)增加。 結(jié)論:1.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能使突觸后膜AchR表達(dá)上調(diào);2.其機(jī)制是通過ERBB3(細(xì)胞膜)→Ras→Raf→MAPK(細(xì)胞質(zhì))信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。
【圖文】:

陽性率,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,流式細(xì)胞儀檢測


圖1.7:誘導(dǎo)7天呈神經(jīng)元樣細(xì)胞改變的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測發(fā)現(xiàn)Nestin陽性率40.17%士2.95%,NF陽性率160,0士1.23%,p一tubulinlll陽性率19.000,0士1.58%,MAp一2陽性率36二30%士1.78%,GFAP陽性率39.17%士1.95%,CHAT陽性率19.30%士1.38%。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,細(xì)胞,人時(shí)


圖2:ELISA定{,卜分析傳1(PI)、3(P3)、5(PS)代·{’全髓I’,.1充質(zhì)}幾細(xì)胞和誘學(xué)7人(D7d)及誘導(dǎo)14天(D14d)后}幾述辛,},經(jīng)價(jià)養(yǎng)囚護(hù)的表達(dá)情況。,出髓間允質(zhì)}一細(xì)胞在傳3代時(shí),除了NT3外其它四科‘因J二表達(dá)處J幾最高峰,尤其是CNTF;其‘1,,,CNTF的表達(dá){,會(huì)是NT3{I勺15信以卜;又寸比傳l、3、5代側(cè),髓l’!IJ充質(zhì)l飛細(xì)胞發(fā)現(xiàn)CNTFI’{勺變化范l!。1少J幾l信,而BDNF變化貝lJ多J幾8倍。被誘導(dǎo)后的·}寸髓從)貢I‘細(xì)胞表達(dá)1幾述子,1,經(jīng)價(jià)養(yǎng)囚子的能力卜降,特別是CTNF和BDNF;在誘浮7天時(shí)和誘濘14人時(shí)相比,NGF、BDNF、GDNF表達(dá){「卜較多,一flzCNTF不}一NT3表達(dá)量則111各了J一卜‘降
【學(xué)位授予單位】:復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號】:R329

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6 王濤;BMP2和VEGF基因共修飾的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在低氧條件下成骨能力研究[D];山東大學(xué);2010年

7 陳歡意;GDNF和GM1等體外聯(lián)合誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向DA能神經(jīng)元分化的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2006年

8 楊佳;骨髓基質(zhì)干細(xì)胞移植對癲癇鼠神經(jīng)元凋亡及腦電影響[D];昆明醫(yī)學(xué)院;2007年

9 孫禹;移植的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞在兔腰椎間盤內(nèi)分化的研究[D];中國醫(yī)科大學(xué);2006年

10 趙帥;周圍神經(jīng)細(xì)胞懸液對體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的影響[D];大連醫(yī)科大學(xué);2007年



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