体外局部微环境下小鼠胚胎干细胞向神经前体细胞的定向诱导分化

背景：周围微环境能够调节胚胎干细胞在体外的诱导分化情况,可能与多种信号通路及细胞因子作用有关。目的：观察局部微环境对体外培养的小鼠胚胎干细胞向神经前体细胞定向诱导分化的影响。设计、时间及地点：细胞学体外观察,于2005-10/2006-04在上海第二医科大学发育生物学研究中心实验室完成。材料：清洁级孕13.5d的C57BL/6昆明鼠6只,由中科院上海实验动物中心提供。携带LacZ标记基因的小鼠胚胎干细胞株S8由上海市发育生物学研究中心提供。方法：取孕鼠胚胎,采用组织块消化法制备小鼠胚胎成纤维细胞,经丝裂霉素C处理得到滋养层细胞。将携带LacZ标记基因的小鼠胚胎干细胞株S8解冻复苏,加入含白血病抑制因子的高糖DMEM培养基体外扩增培养,将细胞克隆吹打成单细胞悬液,加到滋养层细胞上,在37℃、体积分数为0.05的CO2培养箱中培养。胚胎干细胞传代后,再加入含全反式维甲酸的高糖DMEM培养基,以单纯加入高糖DMEM培养基作为空白对照,调整细胞浓度为3×108L-1,吹打法悬浮培养48h,收集悬浮液,反复离心去上清,移入铺有明胶的培养皿中,培养9d。主要观察指标：诱导前后细胞形态及生长状态变化,RT-PCR检测诱导后细胞向神经前体细胞的分化情况。结果：胚胎干细胞在含有白血病抑制因子的高糖DMEM培养基中能够保持未分化状态,克隆生长良好;换用含全反式维甲酸的高糖DMEM培养基悬浮培养后,4.0-5.0h聚集成团,形成圆球状的类胚体。加入全反式维甲酸的诱导组内胚层细胞呈多边形且数量较多,对照组内胚层细胞呈长梭形且数量少。诱导后细胞表达神经干细胞特异性标志巢蛋白,神经细胞特异性标志微管相关蛋白2呈弱表达,不表达神经胶质细胞特异性标志胶质纤维酸性蛋白。结论：体外培养的小鼠胚胎干细胞可保持未分化状态,具有不断增殖的能力,经白血病抑制因子与全反式维甲酸两步诱导后可分化为神经前体细胞。