移植的神经干细胞的无序化增殖和分化以及畸胎瘤的产生,是制约干细胞脑内移植临床应用的关键障碍。Cajal-Retzius(CR)细胞分泌的Reelin蛋白是神经细胞迁移的终止信号,它对胚胎时期皮质片层化的形成,以及生后皮质片层化的维持起重要作用。但CR细胞能否指导移植后的干细胞有序增殖和分化、再生脑组织的片层化形成,以及CR细胞调节新生神经元重新加入皮质神经网络等问题,目前尚无实验报道。本实验利用器官型脑片培养技术,建立脑损伤模型,观察移植的干细胞对脑损伤修复过程,尤其要着重了解CR细胞指导干细胞有序化分化、修复后皮质片层化形成以及新生神经元加入皮质神经网络的情况,同时探讨其机制。该项目立项对于指导神经干细胞脑内移植临床治疗,技术改造有重要意义,同时也将丰富CR细胞的发育神经生物学内容。
Hippocampal microenvironment;cell differentiation;cell polarity;Brain slices-cell co-culture;
该研究利用器官型脑片培养技术,将骨髓间充质干细胞移植到损伤海马脑片,观察移植的干细胞对脑损伤修复过程,着重了解Reelin指导干细胞有序化分化、修复后皮质片层化形成以及新生神经元加入皮质神经网络的情况。研究表明(1)移植到损伤海马脑片上的骨髓间充质干细胞,共培养一段时间后,损伤脑片得到修复,形成了正常的海马片层状结构;(2)在脑片组织微环境的诱导下,干细胞将向神经细胞与神经胶质细胞分化。这些分化的神经细胞可与当地的神经元形成突触连接,提示新的神经网络的形成;(3)在缺乏Reelin情况下,共培养细胞排列紊乱,无片层化结构的形成,细胞极性也发生紊乱,提示Reelin参与对细胞分化和细胞有序化生长的调节作用。(4)在海马脑片微环境诱导下,不同来源细胞的分化与极性发生了不同改变。我们的研究成果有助于认识微环境诱导神经细胞分化的作用,尤其对是Reelin对细胞分化和有序化生长,有基础理论与临床实践价值,也为发育神经生物学提供有用的资料。