大鼠听觉主要在出生后成熟的特点为听觉发育的研究提供了良好的动物模型。以大鼠为研究对象,探索神经干细胞/前体细胞在听觉神经核团发育中的作用有着重要意义。前期工作中,我们发现新生5-7日大鼠脑干耳蜗核中存在着具有神经干细胞/前体细胞特性的细胞。这种细胞是否特异性参与听觉神经系统的发育,在听觉发育过程中有何生物学功能,有必要深入研究。本课题拟在该工作的基础上,通过体内与体外实验,结合功能学与形态学方法,通过在体观察,完善该细胞生物特性的鉴定,重点研究该细胞随着听觉发育成熟在体内的起源、迁移、分化、电生理特性以及与上下级神经元之间的神经支配联系,以探明该细胞在听觉功能形成与发育中的作用。本课题的完成将为深化神经干细胞/前体细胞在听功能形成与发育中作用的认识提供实验依据,对开展听觉系统神经干细胞/前体细胞移植研究、听觉发育研究及听觉神经系统损伤后的结构和功能重塑等研究具有重要的理论与实际意义。
nerual stem cell;development;cochlear nucleus;hearing;
本项目共分三个年度完成。第一年度实验结果证实从新生5-7日龄大鼠脑干耳蜗核可以分离、培养出具有长期自我更新、维持自身数量稳定、保持未分化状态进行传代分裂增殖的具有NSCs特性的神经前体细胞。第二年度验证该细胞的体外多向分化能力,观察分析其分化特性。结果提示大部分细胞分化为NeuN阳性的神经元和GFAP阳性的星形胶质细胞,少部分细胞分化为GalC阳性的少突胶质细胞;标记后大部分细胞均为BrdU阳性,表明其处于增殖期。这表明该细胞具有了体外多向分化的潜能。第3年度首先研究了该细胞的超微结构,电镜结果提示该细胞具有原始细胞的形态和结构,分化后的细胞均有神经细胞的形态学特点。进一步实验证实采取正确的冻存与复苏方法,对新生大鼠脑干耳蜗核“神经前体细胞”的生物学特性无影响,可以长期低温冻存。综上所述 1.从P5、P7新生大鼠脑干耳蜗核中分离、培养出了具有自我更新、长期保持增殖活力的“神经前体细胞”。这种细胞在体外培养可以形成神经球,并长期传代,NSCs/NPCs的特异性标记物在这些神经球上呈阳性表达,EGF、bFGF联合应用可以明显促进这种细胞的传代与增殖,并保持未分化的状态。 2.新生大鼠脑干耳蜗核中存在的具有上述特性的细胞,在体外经诱导分化,可以分别分化为神经元、星状胶质细胞和少突胶质细胞。 3.经扫描电子显微镜与透射电子显微镜研究,其超微结构符合NSCs/NPCs超微结构的特征。在本项目的资助下,共发表SCI收录论文6篇,国内期刊论文1篇,参加国际学术会议1次,培养博士研究生3名,硕士研究生1名,本项目的研究成果为基础,已经获得的国家自然科学基金基金面上项目(81271070)的继续资助,进行深入研究。项目负责人获得了香港大学郑裕彤奖助金的资助,到香港大学进行相关的研究合作。本项目在理论成果、论文发表与人才培养方面均完成了预期的研究目标。本课题的完成将为深化神经干细胞/前体细胞在听功能形成与发育中作用的认识提供实验依据,对开展听觉系统神经干细胞/前体细胞移植研究、听觉发育研究及听觉神经系统损伤后的结构和功能重塑等研究具有重要的理论与实际意义。