跑台训练激活内源性神经干细胞促进小鼠脊髓损伤的修复

背景:跑台训练是促进脊髓损伤后运动功能恢复的有效方法之一,可以促进神经发生,但是不同强度跑台训练对脊髓内源性干细胞的激活作用尚不明确。目的:分析不同强度跑台训练对脊髓损伤后小鼠脊髓内源性神经干细胞的激活作用。方法:取雌性C57BL/6J小鼠50只,采用随机数字表法分为对照组、脊髓损伤组及低、中、高强度运动组,每组10只。脊髓损伤组及低、中、高强度运动组利用钳夹法构建T10节段脊髓损伤模型,脊髓损伤后第7天,低、中、高强度运动组分别进行对应强度的跑台训练,3次/d,10 min/次,每周训练6次,连续训练28 d。跑台训练后3,7,14,21,28 d,采用BMS评分评估小鼠后肢运动功能;跑台训练后28 d,获取损伤区域脊髓组织,检测细胞激活标志物表皮生长因子受体、静止细胞标志物胶质纤维酸性蛋白、增殖标志物5-乙炔基-2-脱氧尿苷(EdU)表达,苏木精-伊红染色观察脊髓组织形态。结果与结论:①脊髓损伤各组小鼠BMS评分始终低于对照组(P<0.05);随着跑台训练时间的延长,脊髓损伤小鼠BMS评分逐渐升高,中强度运动组小鼠跑台训练后14,21 d的BMS评分高于脊髓损伤组及低、高强度运动组(P<0.05),中、高强度运动组小鼠跑台训练后28 d的BMS评分高于脊髓损伤组、低强度运动组(P<0.05)。②与对照组比较,脊髓损伤组表皮生长因子受体与EdU阳性细胞比例升高(P<0.05);与脊髓损伤组比较,低、中、高强度运动组表皮生长因子受体与EdU阳性细胞比例均升高(P<0.05),并且中强度运动组最高。与对照组比较,脊髓损伤组胶质纤维酸性蛋白阳性细胞比例升高(P<0.05);与脊髓损伤组比较,低、中、高强度运动组胶质纤维酸性蛋白阳性细胞比例降低(P<0.05),并且中强度运动组最低。③苏木精-伊红染色显示脊髓损伤组小鼠损伤区域形成大片空洞,不同强度跑台训练后脊髓损伤小鼠损伤区域空洞减小,并且中强度运动组减小最明显。④结果表明,低、中、高强度的跑台训练可通过激活内源性神经干细胞促进脊髓损伤小鼠运动功能的恢复,其中中强度运动训练的效果最明显。

自体荧光是神经干细胞激活状态的生物标志物

据Morrow CS 2024年4月4日[Cell Stem Cell,2024,31(4):570-581.e7.]报道,美国威斯康星大学研究人员描述了一种单细胞分辨率、非破坏性、分级、活细胞、无标记的工具,用于研究神经干细胞(NSC)静止,有望用于研究其他类型的干细胞和其他类型NSC行为的转变。NSC负责新生神经元的终身生成,这一过程被称为神经发生,至少在两个不同的区域:侧脑室的室下区(SVZ)和海马齿状回的亚颗粒区(SGZ)。

烙灸介导Wnt信号通路对脊髓损伤大鼠内源性神经干细胞增殖分化影响

目的:探究烙灸介导Wnt信号通路对脊髓损伤大鼠内源性神经干细胞增殖分化影响。方法:采用Allen s法制备脊髓损伤大鼠模型。分为假手术组、模型组、Wnt抑制剂组、烙灸组、烙灸联合Wnt抑制剂组,取损伤大鼠脊髓组织。采用运动神经功能评分(CBBB评分)、免疫组化、免疫荧光法检测脊髓组织内源性神经干细胞、神经元细胞及星形胶质细胞的标记物。结果:BBB评分、免疫组化、免疫荧光法检测结果均显示烙灸组最显著,Wnt抑制剂组与模型组差异无统计学意义。结论:烙灸激活脊髓损伤大鼠Wnt信号通路,促进其内源性神经干细胞增殖分化为神经元细胞,抑制分化为星形胶质细胞,使其神经细胞修复再生。

电针人中穴对脑梗死大鼠内源性神经干细胞分化的影响

[目的]观察电针人中穴(GV26)对脑梗死(CI)后内源性神经干细胞增殖、分化的影响。[方法]Wistar大鼠随机分为电针组、模型组、假手术组、空白组,前3组每组24只,按干预和取材的时间分为1、3、7、14 d 4个亚组,空白组6只,采用神经功能缺损体征评分(NSS)评定各组大鼠神经功能缺损程度;苏木精-伊红(HE)染色法观察CI后内源性神经干细胞的形态改变;免疫组化、免疫荧光双标记法检测CI后内源性神经干细胞的增殖、分化。[结果]神经功能方面,空白组、假手术组NSS评分无变化,神经功能正常,模型组、电针组CI大鼠随着时间的延长,两组大鼠在感觉、反射、肢体功能等方面均有改善,3、7、14 d时电针组NSS评分低于模型组,两组差异有统计学意义(P<0.05);HE染色,空白组和假手术组脑组织形态未见明显异常,模型组和电针组均可见神经细胞的细胞核固缩、伴细胞空泡,随干预天数增加,逐渐有结缔组织、星形胶质细胞与正常细胞生成,电针组整体修复情况优于模型组;免疫组化,与空白组、假手术组比较,模型组大鼠各时相内源性神经干细胞(eNSPCs)特异性标识物齿状回巢蛋白(Nestin)目标蛋白平均光密度值(AOD)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)AOD均明显升高(P<0.01),与模型组比较,电针组各时相Nestin AOD均较高(P<0.05或P<0.01),3、7、14 d时GFAP AOD均升高(P<0.05或P<0.01);免疫荧光双标记,与空白组、假手术组比较,模型组大鼠Nestin及GFAP表达量均明显升高(P<0.01),荧光信号强,与模型组比较,电针组各时相Nestin表达均升高(P<0.05或P<0.01),Nestin/5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)共标记信号强,3、7、14 d时GFAP表达升高(P<0.05或P<0.01),GFAP/BrdU共标记信号强。[结论]电针人中穴可明显改善CI大鼠神经功能损伤情况,促进内源性神经干细胞的增殖、分化为星形胶质细胞,从而有利于CI后神经功能网络的修复和功能的重建。

短期自愿运动对高脂血症小鼠脑出血后内源性神经干细胞的影响

目的探究短期自愿运动对高脂血症小鼠脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)后神经功能修复和内源性神经干细胞(endogenous neural stem cells,eNSCs)激活的影响。方法4月龄Nestin-CreERT2:tdTomato转基因C57BL/6雄性小鼠,8周高脂饮食(high fat diet,HFD)喂养后,立体定位仪辅助下纹状体注射Ⅳ型胶原酶,构建ICH模型。ICH后2 d小鼠开始自主转轮运动,连续7 d;在运动第1、3、5、7天采用NSS、Beam walking实验评估小鼠神经功能;脑组织免疫荧光染色观察侧脑室下区Nestin、Ki67和DCX阳性细胞数量,评估eNSCs激活。结果①与正常饮食(chow diet,CD)组相比,HFD组小鼠8周后体质量、血糖、血清脂质代谢相关因子浓度明显升高,肝脏组织Nile Red染色阳性细胞明显增加。②与假手术(Sham)组相比,ICH组小鼠NSS评分明显升高、Beam walking距离缩短。运动(Ex)组小鼠NSS评分较非运动组下降、Beam walking距离增加,7 d后与Sham组无统计学差异。③与Sham组相比,ICH组小鼠Nestin^(+)/Ki67^(+)细胞数量减少,Nestin^(+)/DCX^(+)细胞数量增加。运动组小鼠Nestin^(+)/Ki67^(+)及Nestin^(+)/DCX^(+)细胞数量均较Sham组明显增加,运动组间无统计学差异;与ICH组相比,运动后(ICH^(+)Ex)Nestin^(+)/DCX^(+)细胞数量差异无统计学意义。结论损伤急性期启动短期自愿运动可改善高脂血症小鼠ICH后神经功能,促进eNSCs激活,为进一步开发基于eNSCs的ICH加速康复策略提供了新的思路。

脊髓室管膜区内源性神经干细胞在脊髓损伤修复中的潜在作用机制研究

脊髓损伤是中枢神经系统的严重损伤,目前尚缺乏有效的治疗。近年来发现脊髓室管膜区存在内源性神经干细胞(ENSCs)具有促进脊髓损伤修复的潜力。脊髓损伤及微环境改变等可使脊髓室管膜区的ENSCs激活、增殖、分化,进一步修复受损的神经结构。虽然脊髓室管膜区ENSCs在脊髓损伤修复中具有积极作用,但其机制尚无定论。本文对脊髓室管膜区ENSCs在脊髓损伤修复中潜在作用机制进行综述,为基础和临床领域全面认识脊髓室管膜区ENSCs提供参考。

不同频率磁刺激对局部脑缺血再灌注大鼠海马内源性神经干细胞激活、增殖的影响

目的:观察3种不同频率磁刺激对大鼠局部脑缺血再灌注损伤模型内源性神经干细胞(NSCs)激活、增殖的影响。方法:采用HE染色,免疫组化、Western Blot、RT-PCR技术检测大鼠海马巢蛋白(nestin)及m RNA水平,免疫组化检测Brdu阳性细胞。结果:磁刺激组神经行为评分均高于假刺激组(P<0.01);磁刺激组与假刺激组相比,nestin m RNA及蛋白表达比较差异有显著性,且10 Hz组高于1、11 m Hz组;Brdu免疫组化10 Hz组阳性平均光密度增多,1、11m Hz组与假刺激组相比差异无显著性。假手术组神经评分、nestin m RNA及蛋白表达、Brdu表达与其他组相比均有差异。结论 :3种不同频率的磁刺激均可促进脑损伤后大鼠神经功能的恢复,刺激海马区NSCs的激活;10 Hz刺激可促进NSCs增殖,但1、11m Hz作用不明显。

补肾中药激活内源性神经干细胞与阿尔茨海默病的治疗

阿尔茨海默病本身能够一定程度诱导内源性NSCs的活化,以实现机体功能的代偿恢复,同时也说明随着病程的延长及年龄的逐渐增长,内源性NSCs的激活逐渐减少。补肾填髓中药能促进神经元细胞能量代谢和利用,激活内源性神经营养因子,促进神经元存活与再生。以生地黄、熟地黄、山茱萸等组成的补肾复方能改善阿尔茨海默病病人的认知功能。中药具有整体调节和多环节综合治疗的优势,以神经干细胞为切入点,着眼于补肾中药对神经干细胞在脑内增值、分化的规律与机制研究,探索出一条全新的内源性神经保护通路和神经功能重建的干预调节机制,为中医药在该领域深层次的研究开辟全新的思路和治疗靶点,从更深层次上阐明中药治疗阿尔茨海默病的内在机制。

脑出血微创血肿清除术后内源性神经干细胞激活的实验观察

目的：观察大鼠脑出血后内源性神经干细胞的激活、增殖状况。方法：采用大鼠尾状核注射自体动脉血建立脑出血模型，将大鼠分为假手术组、脑出血组、微创术干预脑出血组（微创组）3组，在3．0T磁共振下扫描观察血肿变化及鉴定建模成功，在第1、7、14、21天测评大鼠神经功能评分，检测Nestin与Brdu共表达的内源性神经干细胞激活和增殖及灶周小胶质细胞的活化情况。结果：MRI扫描发现微创术组于7～21d脑出血后灶周水肿减轻；第7、14天时免疫组化检测发现小胶质细胞激活受抑制，神经功能评分明显高于脑出血组和假手术组（均P〈0．01）；微创组内源性神经干细胞表达于7～21d呈逐渐增多的趋势，但与脑出血组及假手术组无统计学差异（P〉0．05）。结论：应用MRI仪器可成功观察大鼠微创血肿清除术和脑出血灶周水肿变化。微创术可减轻脑出血后灶周水肿、减轻神经功能缺损，其机制可能通过促进内源性神经干细胞激活增殖，抑制小胶质细胞活化，提高神经保护作用。

N-Methyl-D-Aspartate受体拮抗剂对脑缺血后成年大鼠神经干细胞内源性激活的实验研究

目的 研究N - Methyl- D- Aspartate(NMDA)受体拮抗剂MK- 80 1对脑缺血后神经干细胞(NSC)激活的作用。方法 将4 0只SD大鼠分成对照组和实验组,两组大鼠均采用传统线栓法作成大脑中动脉缺血再灌注模型,实验组大鼠腹腔注射MK- 80 1,对照组腹腔注射生理盐水,通过免疫组织化学技术标记鼠脑海马齿状回颗粒细胞层(SGZ)、室管膜下层(SVZ)及梗死皮质周边区注射后第3、7、11、18天的Brdu、Nestin阳性细胞数。结果 对照组大鼠Brdu、Nestin阳性细胞7d在SGZ出现一小高峰,然后迅速下降,11d阳性细胞甚少,梗死皮质周边区更少;而实验组Brdu、Nestin阳性细胞3d在SVZ明显表达,7～11d在SGZ区达高峰,并可持续至18d,同样梗死皮质区Brdu、Nestin阳性细胞7～18d表达明显,两组比较,有统计学意义(P<0 .0 1)。结论 NMDA受体拮抗剂MK- 80 1在脑缺血后,能促进NSC的增殖、分化。

局灶性脑缺血对内源性神经干细胞激活及迁移的影响

二十世纪最后十年，神经科学的研究突飞猛进，使得以损伤细胞再生为基础的治疗策略成为可能：内源性神经干／神经祖细胞被发现长期存在于成年哺乳动物的室管膜下区（subventricular zone．SVZ）和海马齿状回（dentate gyrus，DG）亚颗粒细胞层（subgranular zone，SGZ）并在基础的水平上不断增殖分化为神经元和神经胶质，这一发现也最终被证实。

脑梗死后内源性神经干细胞激活机制研究进展

脑梗死后内源性神经干细胞(NSC)激活的机制与细胞生长因子、神经递质、微环境、基因信号调控和康复治疗等多种因素密切有关,各因素之间相互影响、相互作用。本文综述脑梗死后内源性NSC的激活机制。

成体内源性神经干细胞的激活及活化策略

神经干细胞具有自我更新和多分化潜能，其应用为中枢神经系统神经再生和功能重建提供了全新的治疗思路。侧脑室外侧壁的室下带（subventricular zone，SVZ）和海马齿状回（dentate gyrus．DG）的颗粒下层是所有成年哺乳动物脑内存在的2个神经干细胞富集区，其他区域如脊髓、隔区、纹状体等也分离出了神经干细胞。目前应用神经干细胞修复中枢神经系统损伤已形成两种思路：移植外源性干细胞的“替代治疗”策略和激活内源性干细胞的“补充治疗”策略．而内源性神经干细胞具有来源稳定可靠、无伦理道德问题、无免疫排斥反应、无致瘤性等优势，因此如何充分调动内源性神经干细胞治疗神经系统疾病已成为当前新的研究热点。本文就内源性神经干细胞的激活及近年来的活化策略作一简述。

中药通过激活内源性神经干细胞治疗阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病,临床上表现为记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍及人格和行为改变等全面性痴呆。由于其病理机制极其复杂,至今未能完全阐明,目前对其治疗只能缓解症状以提高患者生活水平,尚无法阻止神经变性,故不能康复[1]。

内源性神经干细胞的原位激活与微环境

研究显示,神经损伤可激活内源性神经干细胞(NSC)增殖、分化和迁移。内源性NSC的原位激活受其微环境中各种信号分子的调控。Wnt、Notch和bHLH信号途径对NSC的激活有着重要的作用。促有丝分裂因子、神经营养素可促进NSC的增殖、分化,中药、针灸亦有一定的促进作用。本文对神经干细胞的生物学特性及微环境的影响加以阐述。

脊髓损伤后内源性神经干细胞激活机制的研究进展

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种高度致残性疾病,主要造成脊髓轴突的断裂和神经元的死亡,目前还没有一种有效的方法可以治愈SCI。在中枢神经系统中发现了有一些具有分化为神经元潜能的内源性神经干细胞(endogenous neural stem cells,ENSCs),利用脊髓中ENSCs来修复SCI具有独特优势,但是成体中ENSCs数量有限,其具体种类尚无定论,激活机制尚不清楚,活化后其增殖能力和分化潜能有限。因此,研究成年哺乳动物脊髓中ENSCs的来源、ENSCs的激活机制及其增殖、迁移和分化的调控机制,对更好地实现SCI内源性修复具有重要意义。笔者就SCI后ENSCs的激活及其机制综述如下。

基于JAK2/STAT3通路探讨颐脑解郁复方对体外氧糖剥夺/再复氧损伤型大鼠海马神经干细胞增殖和分化的影响

目的基于Janus激酶(Janus kinase 2,JAK)/信号转导与转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)信号通路探讨颐脑解郁复方对氧糖剥夺/再复氧(oxygen-glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)大鼠海马神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖和分化的影响。方法取新生大鼠海马制成细胞悬液,原代培养海马NSCs,建立OGD/R损伤模型,实验分为正常组、OGD/R模型组、颐脑解郁复方组、抑制剂组、颐脑解郁复方+抑制剂组。增殖的细胞正常组和OGD/R模型组海马NSCs无血清培养基培养,颐脑解郁复方组用NSCs含药血清培养基培养,抑制剂组用JAK2/STAT3通路抑制剂S31-201培养,颐脑解郁复方+抑制剂组用NSCs含药血清培养基和S31-201培养。分化的细胞正常组和OGD/R模型组用NSCs诱导分化培养基培养,颐脑解郁复方组用NSCs诱导分化培养基和含药血清培养,抑制剂组用NSCs诱导分化培养基和S31-201培养,颐脑解郁复方+抑制剂组用诱导分化培养基及含药血清和S31-201培养。各组细胞培养48小时后采用CCK-8法筛选颐脑解郁复方最佳浓度及检测各组海马NSCs的增殖情况,免疫荧光法检测各组海马NSCs的分化情况,RT-PCR及Western Blot法检测JAK2、STAT3基因和p-JAK2、p-STAT3蛋白的表达。结果(1)各组细胞培养48小时后细胞增殖情况:与正常组相比,OGD/R模型组细胞增殖数量明显降低(P<0.01);与OGD/R模型组相比,颐脑解郁复方组、抑制剂组、颐脑解郁复方+抑制剂组海马NSCs增殖的数量明显增多(P<0.01)。(2)各海马NSCs经诱导分化培养48小时后,与正常组相比,OGD/R模型组分化后的细胞明显减少,海马NSCs向神经元分化减少,细胞排列稀疏。与OGD/R模型组相比,颐脑解郁复方组、抑制剂组、颐脑解郁复方+抑制剂组分化后的细胞明显增多,海马NSCs向神经元分化增多,细胞密度增大,突起增多。(3)各组细胞JAK2/STAT3通路相关基因与蛋白的表达情况:与正常组相比,OGD/R模型组海马NSCs的JAK2、STAT3基因及p-JAK2、p-STAT3蛋白表达显著增多(P<0.05,P<0.01);与OGD/R模型组相比,颐脑解郁复方组、抑制剂组、颐脑解郁复方+抑制剂组海马NSCs的JAK2、STAT3基因及p-JAK2、p-STAT3蛋白表达均显著减少(P<0.01)。结论颐脑解郁复方可以促进OGD/R损伤的海马NSCs的增殖与分化,作用机制可能与抑制细胞JAK2/STAT3信号通路,降低JAK2、STAT3的基因及蛋白表达水平密切相关。

高压氧对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞的诱导作用

目的探讨高压氧对脊髓损伤后内源性干细胞的诱导修复。方法脊髓半横断后高压氧治疗,进行行为学评分、电镜及免疫组化检查。结果内源性神经干细胞治疗后较对照组增多。结论高压氧使实验动物内源性神经干细胞增殖、分化加强,脊髓损伤后的功能得到改善。