起源于小鼠诱导性多能干细胞的大脑皮质类器官的建立及其生物学特性

目的利用小鼠诱导性多能干细胞(iPSCs)建立大脑皮质类器官并分析其生物学特性。方法首先将生长在饲养层细胞上的iPSCs克隆消化成单细胞,悬浮培养使其自发形成拟胚体。随后,对其进行神经上皮分化的诱导。在合适时间将其嵌入Matrigel基质胶做的悬滴中,摇动培养,形成大脑皮质类器官;最后利用免疫荧光、Dio示踪、透射电子显微镜等技术检测大脑皮质类器官的生物学特性。结果大脑皮质类器官有神经上皮、神经元及神经胶质细胞的分化特征;具有简单的片层化结构,如皮质板和分子层,且大脑皮质类器官具有神经再生及修复能力。结论利用iPSCs成功建立了大脑皮质类器官模型,且该模型具有与活体大脑皮质相似的特征,且具有神经再生能力。

淀粉样蛋白前体/早老素1转基因小鼠大脑皮质内kinesin1介导的神经元轴浆运输障碍

目的探讨轴突运输蛋白,kinesin1和神经丝蛋白(SIM-312)在阿尔茨海默病(AD)发生、发展中的作用。方法出生后30~360 d淀粉样蛋白前体(APP)/早老素1(PS1)转基因小鼠(n=40)和野生型小鼠(n=40)用于此研究,利用免疫荧光染色和Western blotting技术检测上述两种小鼠大脑皮层内老年斑的沉积及星形胶质细胞的分布以及在大脑皮质发育过程中kinesin1和SIM-312阳性细胞个数及蛋白的表达变化。结果 APP/PS1转基因小鼠与正常对照组相比,β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块增多,星形胶质细胞数目增多,神经元减少;而kinesin1阳性细胞的数量在APP/PS1转基因小鼠生长发育过程中减少,且在出生9月(P9M)之后与野生型小鼠之间差异存在着显著性(P<0.05);SIM-312标记的神经丝蛋白随着年龄的增长自P6M之后开始出现缠结现象。结论 Kinesin1和SIM-312的异常改变导致神经元中轴浆运输障碍以及AD的病理变化。

转铁蛋白受体1对淀粉样蛋白前体/早老素1转基因小鼠神经元的保护作用

目的探讨转铁蛋白受体1(TfR1)在淀粉样蛋白前体(APP)/早老素1(PS1)转基因小鼠脑内异常表达情况及其对阿尔茨海默病(AD)神经元的保护作用。方法首先,利用免疫荧光及Western blotting技术检测出生后1月(P1M)至P12 M各发育时间点,APP/PS1转基因小鼠与野生型小鼠大脑TfR1的表达情况;其次,取APP/PS1转基因与野生型新生小鼠原代海马神经元培养,培养12 d后利用TfR1 shRNA质粒干扰TfR1基因的表达,利用Western blotting技术检测干扰后细胞TfR1的表达变化;ELISA技术检测TfR1干扰前后细胞β-淀粉样蛋白(Aβ)1-42的分泌量;利用微管相关蛋白2(MAP2)标记神经元突起,观察TfR1干扰前、后神经元突起的生长变化;最后,利用FM1-43染色观察由TfR1介导的轴质运输中囊泡的运输情况。结果在APP/PS1转基因小鼠生长发育过程中,随着年龄的增长TfR1的表达呈现先增加后减少的趋势,在P6M之后明显降低,且与对照组相比差异有显著性;TfR1 shRNA干扰后可以使原代神经元细胞内TfR1基因沉默,使其突起明显变细、变长并影响囊泡的运输。与对照组相比,TfR1基因在APP/PS1转基因小鼠原代神经元中表达量减少,荧光减弱。结论 APP、PS1基因突变可导致TfR1的表达下降;APP/PS1转基因小鼠原代神经元经TfR1 shRNA干扰Aβ1-42分泌量增多,影响神经元突起的生长,使轴质运输速率减慢,囊泡的活动减缓,加重AD病情。故TfR1的表达可以对神经元起到保护作用。