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。

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。