应用多种水凝胶支架材料构建三维神经干细胞培养模型

该研究以鼠尾胶原、透明质酸以及海藻酸钠为主要成分,同时添加功能化的层粘连蛋白形成12种生物材料支架。应用大鼠神经干细胞(rat neural stem cells,r NSCs)体外培养,比较了支架的生物相容性和功能特点。结果显示,鼠尾胶原和透明质酸支架形成的三维多孔结构利于r NSCs的黏附,培养7 d后,1 mg/m L胶原组内的细胞活力更强,而含15%交联剂的层粘连蛋白–透明质酸支架内细胞与神经突触相互缠绕,展现出更明显的神经元样生理形态和特异性蛋白。1.5%海藻酸钠胶珠内的细胞呈球体生长,更适用于进行细胞的大规模动态培养。该研究构建的支架与r NSCs具有良好的生物相容性,利于其增殖和分化。因此,r NSCs分化后的神经元与水凝胶构成的三维培养模型,有望进一步应用于神经退行性疾病的研究和相关药物检测中。

血清对神经干细胞分化的影响

目的探讨血清对神经干细胞分化过程的影响。方法取孕14 d SD大鼠胚胎脑组织,分离培养神经干细胞并传代。取第3代细胞倒置相差显微镜下观察细胞形态,并行巢蛋白(Nestin)免疫细胞化学染色鉴定。将鉴定后的细胞分为A、B、C 3组,各组细胞培养基除FBS浓度不同(分别为5%、1%、0)外,其余成分均一致。培养第8天,行活/死细胞染色观察细胞生长情况;培养第4、8天,行免疫细胞化学染色以及实时荧光定量PCR检测,观察胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、Ⅲ型β神经元微管蛋白(β-Ⅲ Tubulin)表达。结果经细胞形态及免疫细胞化学染色鉴定培养细胞为神经干细胞。培养第8天,活/死细胞染色示A、B、C组细胞均无死亡现象。免疫细胞化学染色示,培养第4、8天,A、B、C组GFAP蛋白表达随FBS浓度降低而逐渐减弱,但β-Ⅲ Tubulin表达逐渐增强;各组第8天时染色均较第4天时增强。实时荧光定量PCR检测示,培养第4天和第8天3组间GFAP mRNA及β-ⅢTubulin mRNA相对表达量比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论血清能促进神经干细胞向胶质细胞分化,并减缓其向神经元分化速度,且血清浓度越低,该影响越小。

三维神经干细胞分化模型在神经药物检测中的应用

将神经干细胞接种在透明质酸支架进行三维(3D)培养,使用传统平面(2D)培养做对比,经诱导培养基进行1,7,14 d诱导分化。采用细胞免疫组织化学和Real-time PCR技术检测神经干细胞特异性标记物巢蛋白(nestin)、神经元微管蛋白(tubulin)及胶质细胞胶原纤维酸性蛋白(glial fi brillary acidic protein,GFAP)在蛋白水平和m RNA水平上的变化;CCK-8和活细胞染色技术检测神经细胞的增殖能力及神经细胞膜损伤修复效果。结果显示,神经干细胞在3D和2D培养条件下经诱导培养基诱导14 d后,tubulin表达量明显增加,而GFAP表达量降低,3D效果更加明显。CCK-8和活细胞染色结果显示,干细胞在3D培养条件下较2D培养条件下其分化和分化后的神经细胞膜损伤修复效果显著。三维培养模型能够对神经细胞分化后的药物损伤模型起到更好的保护作用。因此认为,3D透明质酸–神经细胞分化模型是更适合于构建体外神经药物筛选及安全性检测的优势模型。