神经嵴发育异常相关眼病

神经嵴是一个动态的胚胎干细胞群体,在眼部发育中起着关键作用。神经嵴与周围的神经外胚层、表面外胚层和中胚层相互作用,发育成眼球及其附属器的多种组织结构,包括角膜基质及内皮、小梁网、虹膜基质、睫状肌、玻璃体和脉络膜血管、Müller细胞等。眼部神经嵴细胞迁移和发育异常会引起一系列复杂的眼部疾病,包括影响眼前段的疾病,如Axenfeld-Rieger综合征、Peters异常、无虹膜、原发性先天性青光眼和指甲-髌骨综合征,以及影响眼后段的缺陷性疾病,如CHARGE综合征和鳃-眼-面综合征,此外还有一些罕见的神经嵴疾病的眼部异常,如Waardenburg综合征、Treacher-Collins综合征和Char综合征等。在这里我们将神经嵴细胞发育异常导致的眼部相关疾病做一综述,探讨与神经嵴迁移和发育相关的基因,以及这些基因的突变和缺陷如何导致眼部疾病。

神经嵴病的病因、分类及治疗研究进展

神经嵴病(NCP)是一组由神经嵴细胞发育异常所致的疾病。神经嵴产生的细胞具有多样性,因此NCP可导致多系统受累,包含一部分新生儿畸形。NCP种类繁多且临床表型复杂,治疗手段十分有限。近年随着遗传学的发展,NCP发病机制的研究逐渐深入,而标准化、规范化的分类有利于系统学习和归类新发现的NCP。早期发现NCP患儿的异常体征并进行基因检测有助于及时诊断和采取相应的临床干预措施,从而改善患儿预后,为NCP的治疗提供新思路。

Wnt1-Cre和Pax2-Cre标记的小鼠第一鳃弓颅颌面部神经嵴细胞异质性研究

目的利用Wnt1-Cre和Pax2-Cre小鼠特异性标记颅颌面神经嵴细胞(CNCs)迁移到第一鳃弓时的分化异质性及机制。方法分别收取胚胎期(E)8.0~E9.25Wnt1-Cre;R26R^(mTmG)及Pax2-Cre;R26R^(mTmG)小鼠胚胎进行整体荧光观察,利用石蜡切片免疫荧光对E15.5的Pax2-Cre;R26R^(Ai9)和Wnt1-Cre;R26R^(Ai9)小鼠所标记的CNCs在颅面部主要组织器官中的谱系分化情况进行比较分析,最后对E10.5的Wnt1-Cre;R26R^(mTmG)和Pax2-Cre;R26R^(mTmG)小鼠的第一鳃弓组织中CNCs进行单细胞测序分析,并对差异基因进行荧光定量聚合酶链反应(q-PCR)验证。结果Pax2-Cre和Wnt1-Cre小鼠特异性标记的CNCs均在E8.0自神经板开始迁移,但Pax2-Cre小鼠仅标记迁移到第一鳃弓的CNCs,而Wnt1-Cre同时标记了迁移到第一和第二鳃弓的CNCs;在分化谱系示踪方面,二者皆标记了CNCs分化形成的颅颌面部组织器官的间充质,但Wnt1-Cre在上腭和舌中标记CNCs更多;在第一鳃弓间充质中,Pax2-Cre所标记的CNCs特异性表达基因主要参与了成骨,而Wnt1-Cre所标记的CNCs特异性表达基因主要参与了肢体发育、细胞迁移和成骨,q-PCR结果也证实了两者高表达差异基因参与了以上功能。结论本研究结果提示Pax2-Cre小鼠可特异性用于第一鳃弓CNCs及其衍生组织成骨方面的研究。

蝶骨嵴脑膜瘤误诊为缺血性视神经病变1例

蝶骨嵴位于前颅窝和中颅窝的交界处,是脑膜瘤的好发部位之一。蝶骨嵴脑膜瘤首发症状以视觉障碍、头痛为主,而缺血性视神经病变(ischemic optic neuropathy,ION)多以突然视力下降、视盘水肿及特征性视野缺损为主要表现。现报道误诊为ION的蝶骨嵴脑膜瘤1例。

SOX10基因在神经嵴衍生细胞发育中的作用

SOX10(SRY-box 10)属于SOX(SRY-related HMG-box)转录因子家族,该家族以能介导Sox蛋白与DNA结合的HMG(high mobility group)盒子为特征。神经嵴细胞(neural crest cells,NCCs)是可迁移的多能细胞,在其整个发育过程中分化成许多细胞类型,包括内耳的前庭耳蜗神经胶质细胞、神经系统的胶质细胞、皮肤的黑色素细胞、颅面复合体的骨骼和结缔组织细胞及心血管的平滑肌细胞等。SOX10是NCCs的多能性的维持和神经嵴衍生细胞的生存所必需的。SOX10基因通过参与神经嵴衍生细胞的发育以多种途径对内耳发育进行调控,本文将已有SOX10对神经嵴衍生细胞发育中所起作用的相关文献进行梳理做一综述,以期更深一步了解SOX10基因在内耳发育中的调控机制,从而能够对SOX10突变所致综合征型耳聋做出更好的干预。

神经嵴研究手段的进展

神经嵴细胞是脊椎动物胚胎发育过程出现的一个广泛迁移的多能干细胞群体,谱系追踪是有关其研究的重点。150多年来,神经嵴相关研究经历了从形态学观察到单细胞水平的转变。本文对同位素标记、嵌合体、活体染料、体外克隆分析、基因条件重组、单细胞测序等研究手段在神经嵴研究中的运用进行综述。

mT/mG;Wnt1-Cre小鼠肺组织神经嵴细胞的分离培养与特征鉴定

目的体外分离培养小鼠肺组织中的神经嵴细胞(NCCs),并鉴定该细胞的特性,为研究肺损伤及修复提供新的细胞模型。方法将mT/mG双荧光报告小鼠和Wnt1-Cre转基因小鼠杂交,筛选获得增强型绿色荧光蛋白(EGFP)永久标记NCCs的mT/mG;Wnt1-Cre转基因小鼠。用酶解法制备小鼠肺组织单细胞悬液,用流式细胞仪分选获得EGFP+的细胞(即为NCCs)。用经实验室优化的DMEM/F12培养基进行原代培养,用细胞免疫荧光染色法对NCCs进行特征鉴定,使用小鼠骨髓间充质干细胞成骨诱导分化培养基定向诱导NCCs分化。结果成功通过杂交筛选得到EGFP永久标记NCCs的mT/mG;Wnt1-Cre转基因小鼠,并从肺组织中分离获得高纯度的NCCs,其能够在体外进行培养,形态为梭形,类似成纤维样贴壁增殖,NCCs表达神经嵴干细胞标志物Sox10,能被定向诱导分化为成骨细胞。结论从mT/mG;Wnt1-Cre转基因小鼠肺组织中分离、培养的NCCs增殖稳定,具有神经嵴干细胞特征,可为肺组织损伤和修复研究提供新的细胞模型。

右股外侧皮神经变异1例

笔者在行一男性右下肢标本解剖时,发现该标本股外侧皮神经(LFCN)跨髂嵴上缘距右髂前上棘(ASIS)约9cm处穿腹内、外斜肌浅出,且该股外侧皮神经与髂腹下神经共干起源(图1)。与《中国人解剖学数值》中股外侧皮神经出腹股沟韧带的描述比较,该标本股外侧皮神经的走行存在变异^([1])。为积累国人股外侧皮神经资料,现将该变异报道如下。

毛囊表皮神经嵴干细胞调节面神经损伤后局部炎症因子的表达水平

背景:既往研究报道了毛囊表皮神经嵴干细胞在周围神经修复中的巨大潜力,但其炎症调节作用在面神经修复研究中鲜有报道。目的:探究毛囊表皮神经嵴干细胞能否调节面神经损伤后早期局部肿瘤坏死因子α和白细胞介素4表达水平,以促进面神经功能和形态恢复。方法:提取4 d龄SD大鼠毛囊表皮神经嵴干细胞进行培养、鉴定。取54只成年雄性SD大鼠制备面神经干缺损自体静脉导管桥接模型,随机等分为生理盐水组、DMEM组和毛囊表皮神经嵴干细胞组。通过免疫蛋白印迹、免疫组化、免疫荧光观察术后4-14 d肿瘤坏死因子α和白细胞介素4表达水平。对术后12周大鼠进行面神经功能评分,并行苏木精-伊红染色观察面神经形态。结果与结论:(1)毛囊表皮神经嵴干细胞中Nestin和p75NTR双阳性表达,细胞纯度>90%;(2)与其他两组相比,毛囊表皮神经嵴干细胞组的肿瘤坏死因子α表达在术后7 d减弱(P<0.05),而白细胞介素4表达在术后3,7,14 d均增强(P<0.05);(3)与其他两组相比,毛囊表皮神经嵴干细胞组的面神经功能改善(P<0.05);(4)面神经移植段均可见新生血管和再生轴突,与其他两组相比,毛囊表皮神经嵴干细胞组移植段和移植远段的神经纤维排列更有序、包绕的髓鞘更厚;(5)结果表明:毛囊表皮神经嵴干细胞对面神经损伤后修复早期局部肿瘤坏死因子α和白细胞介素4表达具有调节作用,可抑制局部炎症反应,并促进面神经功能和形态恢复。

成人罕见结节型节细胞神经母细胞瘤1例

结节型节细胞神经母细胞瘤(ganglioneuroblastoma nodular,GNBn)起源于神经嵴交感神经原细胞,为恶性肿瘤[1-2],是外周神经母细胞性肿瘤(peripheral neuroblastic tumors,pNT)中一个罕见的亚型,最常见的部位是腹膜后及纵隔[3]。

基于混合双层自组织径向基函数神经网络的优化学习算法

针对传统方法采用先训练后测试两阶段学习机制极易导致的过拟合或欠拟合问题,提出一种基于混合双层自组织径向基函数神经网络的优化学习(hybrid bilevel self-organizing radial basis function neural network optimization learning,Hb-SRBFNN-OL)算法。首先,将训练过程和测试过程集成到一个统一的框架中,规避过拟合或欠拟合问题。其次,基于进化学习机制,提出上下2层的交互式优化学习算法,上层基于网络复杂度和测试误差自组织调整网络结构,下层采用列文伯格-马夸尔特(Levenberg Marquardt,LM)算法作为优化器对自组织径向基函数神经网络(self-organizing radial basis function neural network,SO-RBFNN)的连接权值进行优化。最后,利用来自多个子网络的综合信息生成模型的最终输出,加速网络全局收敛。为验证所提方法的可行性,分别在多个分类和预测任务中进行了测试实验。结果表明,在与传统神经网络结构相似甚至更好的测试和分类精度下,该方法不仅能实现更快的训练收敛,而且能进化成更精简紧凑的径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)模型。尤其在污水处理过程中总磷的质量浓度预测实验中,测试集中均方根误差(root mean squared error,RMSE)最高可降低48.90%,实际场景实验结果验证了所提算法的精确性更佳且泛化能力更强。

不同胚层来源成体干细胞修复周围神经损伤

背景:成体干细胞疗法是周围神经损伤修复与再生领域的研究热点之一。中胚层被视为成体干细胞的理想来源,间充质干细胞具有获得率高、来源广、增殖快等优异性能。而外胚层来源成体干细胞,尤其是神经嵴干细胞,具有神经源性,越来越受到研究人员的关注。目的:对来自外胚层和中胚层的多功能成体干细胞在周围神经损伤修复与再生中的作用及机制进行简要综述,探究不同来源成体干细胞的研究进展与应用前景,并结合临床研究,探讨成体干细胞疗法潜在的应用价值以及亟待解决的问题。方法:第一作者于2024年2月应用计算机在PubMed和SinoMed数据库检索2001年12月至2024年2月相关文献,以“ectodermal stem cells,mesenchymal stem cells,peripheral nerve injury,repair,regeneration”为英文检索词,以“外胚层干细胞、间充质干细胞、周围神经损伤、修复、再生”为中文检索词,最终纳入69篇文献进行分析论述。结果与结论:①外胚层来源成体干细胞具有优异的分化和再生潜能,尤其是毛囊神经嵴干细胞、嗅干细胞、牙外胚层干细胞等,具有神经源性,可在体外表达神经特异性标志物,但目前缺少临床试验研究。②中胚层来源成体干细胞种类多、易获得及纯化,其中骨髓间充质干细胞和脐带间充质干细胞在周围神经损伤修复的应用疗效及安全性方面有相关临床试验支持,能改善感觉及运动神经传导,且在随访中未出现并发症和明显不良反应。骨髓间充质干细胞的获取需行侵入性外科手术且要求患者与捐赠者骨髓配型吻合,应用受到一定限制;而脐带间充质干细胞虽无需侵入性获取,但分离较困难且表型不稳定。③内胚层来源成体干细胞常难以在体外生长,应用受限,目前应用于临床的可能性低。④综合来看,骨髓间充质干细胞仍为周围神经损伤干细胞治疗的首选细胞,适用于无外科手术禁忌且符合配型要求的情况,其次为脐带间充质干细胞,辅以分离方法的改进和表型稳定性的提高策略。⑤牙外胚层干细胞以及脂肪间充质干细胞具有较高应用潜能,有待进一步临床试验,其他外胚层、中胚层来源成体干细胞各以其优异特性在动物及细胞实验研究中具有显著优势。

成年大鼠毛囊神经嵴干细胞的培养、鉴定及初步诱导分化

目前多以施万细胞（Schwann cell，SC）、神经干细胞（neural stem cell，NSC）12j、骨髓基质细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）为种子细胞构建组织工程化周围神经。然而SC传代后形态和功能逐渐改变，NSC来源受限，BMSCs向神经细胞的分化率相对较低，因此寻找理想的种子细胞势在必行。毛囊神经嵴干细胞（neural crest stem cell，NCSC）可来源于自身，取材方便，损伤小，不涉及免疫原性和伦理道德问题，且可以自我更新，并具备向神经细胞分化的优势。但是，关于毛囊NCSC国内罕见相关文献报道，而国外的研究对象多为小鼠。本研究拟从成年SD大鼠触须垫毛囊中分离培养出毛囊NCSC，为组织工程化周围神经的构建提供一种新的种子细胞。

颅神经嵴干细胞的体外培养及其多向分化潜能研究

目的 分离培养颅神经嵴干细胞 ,探讨其体外生物学特征 ,为进一步研究其牙、颌向分化提供细胞来源。方法 取小鼠胚胎颅段神经管 ,组织块法无血清条件培养获颅神经嵴干细胞 ,形态学、BurdU掺入及免疫细胞化学法鉴定其生物学性状。结果 原代培养的颅神经嵴干细胞为梭形成纤维样细胞 ,表现为克隆样生长、自我更新能力和多向分化能力等干细胞性状 ,且特异性标记物HNK_1呈阳性表达。结论 本研究成功地获取保持有多潜能干细胞性状的颅神经嵴细胞 ,为深入研究其牙、颌向分化奠定基础。

神经嵴发育异常导致综合征型耳聋的机制

综合征型耳聋(Syndromic hearing loss,SHL)现已报道400多种,大多数发病率低,临床常见的有Waardenburg综合征(WS)、先天性小耳畸形综合征、前庭导水管扩大综合征等。因SHL具有极强的临床和遗传异质性,所以对其遗传基础及发病机制的研究变得十分困难。以SOX10和PAX3为中心的基因作用网络引起的神经嵴细胞功能异常与WS、小耳畸形及前庭导水管扩大等表型相关。本课题组前期研究也证实该基因网络参与WS的发病机制。文章针对神经嵴发育异常导致相关综合征型耳聋的发病机制的研究进展进行了系统的阐述,分析并归纳了与综合征型耳聋发病相关的神经嵴发育异常基因互作网络,以期为系统地研究常见综合征型耳聋致病基因的定位克隆以及发病机制提供研究思路和理论基础。

背侧抑制性轴突导向蛋白抑制鸡胚脊髓神经嵴细胞的迁移

目的:初步探讨背侧抑制性轴突导向蛋白(draxin)在鸡胚脊髓神经嵴细胞迁移过程中的作用。方法:应用神经嵴细胞特异性标记物HNK-1免疫组化染色检测不同发育阶段正常鸡全胚脊髓神经嵴细胞迁移特性;鸡draxin表达载体质粒转染COS7细胞株,收集上清作为条件培养液。分别用含draxin的条件培养液处理体外培养的鸡全胚和鸡胚脊髓神经管,观察在体和离体条件下draxin对脊髓神经嵴细胞迁移特性的影响。结果:HH12-13到HH18-19阶段正常鸡胚脊髓发育过程中,神经嵴形成明显的从头侧到尾侧的渐进性、节段性迁移特性;draxin对体外培养的全胚和神经管内神经嵴细胞的迁移均具有明显抑制性调控作用。结论:Draxin抑制早期鸡胚脊髓神经嵴细胞的迁移。

神经嵴细胞和胰岛因子1阳性细胞与小鼠胚胎心流出道发育的关系

目的探讨迁移中的细胞视黄酸结合蛋白1(CRABP1)阳性神经嵴细胞、胰岛因子1(ISL-1)、阳性心肌前体细胞与小鼠胚胎心流出道发育的关系。方法 36只胚龄8.5～13d小鼠胚胎心连续石蜡切片,选用抗α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、抗心肌肌球蛋白重链(MHC)、抗转录因子ISL-1、抗CRABP1和抗磷酸化组蛋白H3(PHH3)抗体,进行免疫组织化学及免疫荧光染色。结果胚龄8.5～10d,ISL-1阳性心肌前体细胞相继出现在心背系膜、原始咽两侧、头面部、鳃弓核心间充质和心包腔背侧壁间充质,构成心管流出道发育的第二生心区。胚龄11～13d,ISL-1阳性细胞在咽前方聚集,形成特征性锥体形结构,并向升主动脉、肺动脉干及主肺动脉隔延伸。胚龄9d前,神经嵴细胞散在分布于ISL-1阳性细胞之间,流出道远侧端可见少量CRABP1和ISL-1双阳性细胞。胚龄10d,CRABP1阳性神经嵴细胞分布在ISL-1阳性鳃弓核心间充质周围。随着发育,弓动脉等处的神经嵴细胞逐渐失去CRABP1表达,开始表达α-SMA。结论 ISL-1阳性第二生心区是动态结构,胚龄8.5～10d时,在神经嵴细胞配合下,向心管动脉端添加心肌细胞;胚龄11d后,开始向平滑肌方向分化,参与升主动脉、肺动脉干和主肺动脉隔的发育。

不同发育时期鸡胚脊髓内背侧抑制性轴突导向蛋白的表达和神经嵴细胞迁移之间的相关性

目的探讨不同发育时期的鸡胚脊髓内背侧抑制性轴突导向蛋白(draxin)表达与神经嵴迁移之间在空间分布上的相关性。方法选取HH 15-16、HH19-20阶段鸡胚各10只,应用原位杂交、免疫组织化学等方法,观察各阶段鸡胚脊髓内draxin的表达部位及神经嵴细胞迁移路径,同时比较两者在空间分布上的相关性;应用活组织切片与碱性磷酸酶标记的draxin融合蛋白(draxin-AP)体外孵育的方法,检测迁移路径内的神经嵴细胞是否具有与draxin蛋白直接结合的能力。结果随着发育时间的推移,鸡胚脊髓内draxin的表达和神经嵴迁移都具有明显的由颅侧向尾侧渐进性分布的特性,且draxin的表达部位位于神经管背侧、顶板和背侧生皮肌节之间,这些部位恰均位于神经嵴迁移路径的周围;同时迁移路径内的神经嵴细胞具有与draxin蛋白体外直接结合的能力。结论draxin表达在神经嵴迁移路径周围且部分神经嵴具有与draxin蛋白体外直接结合的能力,推测draxin可能在鸡胚脊髓神经嵴迁移过程中发挥重要的调节作用。

小鼠胚胎肠神经嵴干细胞的分离培养及鉴定

目的建立分离培养及鉴定小鼠肠神经嵴干细胞(gut neural crest stem cells,GNCSCs)的方法,为临床应用奠定基础。方法分离胚鼠肠管,消化后接种于添加N2、B27和碱性成纤维细胞生长因子的DMEM/F12培养基,贴壁培养;连续传代后用血清促进GNCSCs分化;最后用免疫细胞化学方法染色鉴定。结果分离培养的细胞聚集生长,形成的克隆球可以传代;克隆球p75染色阳性;分化后的细胞分别表达肠神经元、神经胶质细胞和平滑肌细胞特异性抗原。结论分离培养的克隆球具有自我更新和多向分化的能力,表达肠神经嵴干细胞的特异性抗原p75,是肠神经嵴干细胞。

小鼠颅神经嵴细胞的培养和特征

目的 :在体外原代培养Balb/c小鼠胚胎的颅神经嵴细胞 ,为颅面部各种组织细胞的发育研究提供细胞来源。方法 :采用胰酶消化法分离小鼠胚胎第 8.5天的颅神经管 ,从小鼠颅神经管中游离出来的细胞即为颅神经嵴细胞。用免疫组织化学方法鉴定细胞的来源 ,并测定细胞的生长曲线。结果 :成功地培养出小鼠的颅神经嵴细胞 ,其形态类似成纤维样细胞。免疫组化检测结果表明 ,神经特异性烯醇化酶 (NSE)抗体染色结果阳性 ,细胞的群体倍增时间为 4 3.6 5h。结论 :原代培养的小鼠颅神经嵴细胞生长稳定 ,来源明确 。