.关于神经干细胞 定义是一类具有多向分化潜能, 能够自我复制, 在特定诱因下, 能够向神经元或神经胶质细胞分化的未分化细胞的总称。它是神经系统形成和发育的源泉。其主要功能是参与神经系统损伤修复或细胞凋亡的更新。 特点⑴自我更新：神经干细胞具有对称分裂及不对称分裂两种方式，从而保持干细胞库稳定。对称分裂由一个神经干细胞产生两个神经干细胞；在特定诱因下进行非对称分裂，会产生神经干细胞和神经胶质细胞（astrocyte,oligodendrocyte)。⑵多向分化潜能：神经干细胞可以向神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞分化，其分化与局部微环境（niche）密切相关。⑶低免疫源性：神经干细胞是未分化的原始细胞，不表达成熟的细胞抗原，可以不被免疫系统识别。⑷良好的组织融合性：可以与宿主（即接受神经干细胞移植的患者）的神经组织良好融合，并在宿主体内长期存活。 发现时间1992年，Reynodls等从成年小鼠脑纹状体中分离出能在体外不断分裂增殖，且具有多种分化潜能的细胞群，并正式提出了神经干细胞的概念，从而打破了认为神经细胞不能再生的传统理论。 产生区域神经干细胞主要产生于脑室周围的室管膜下区(SVZ，subvetricular zone)和海马齿状回的颗粒下区(SGZ,subgranular zone)。成人大脑中每天有3万个神经干细胞产生，按照从脑室周围的室管膜下区（SVZ）通过侧迁移流RMS(rostral migratory)最后到达嗅球 OB(olfactory bulb) 的方向移动。增殖时间为12～28天/代。 2.治疗机理与应用领域
神经干细胞的治疗机理 ⑴患病部位组织损伤后释放各种趋化因子，可以吸引神经干细胞聚集到损伤部位，并在局部微环境的作用下分化为不同种类的细胞，修复及补充损伤的神经细胞。 ⑵由于缺血、缺氧导致的血管内皮细胞、胶质细胞的损伤，使局部通透性增加，另外在多种黏附分子的作用下，神经干细胞可以透过血脑屏障，高浓度的聚集在损伤部位。 ⑶神经干细胞可以分泌多种神经营养因子，刺激原有神经元和神经胶质细胞，促进损伤细胞的修复。 ⑷神经干细胞可以增强神经突触之间的联系，建立新的神经环路，降低脑部氧化性压力。 神经干细胞的应用领域 神经干细胞主要应用于治疗中枢神经系统疾病，包括脑部和脊髓损伤的治疗。面前可以治疗的疾病包括脑瘫，脑膜炎后遗症, 脑发育不良脑, 中风(脑出血,脑梗塞)及后遗症, 脑外伤及脊髓损伤, 运动神经元病, 肌萎缩性侧索硬化症(ALS), 帕金森病, 脑萎缩, 共济失调, 癫痫, 多系统萎缩症(MSA), 老年性痴呆及血管性痴呆, 各种舞蹈症, 急性感染性多发性神经根炎(格林巴利氏病), 神经性耳聋, 面瘫及各类周围神经病。 目前有许多研究结果证明神经干细胞的分化潜能不仅仅局限于所属组织，在特定环境（niche）中，在一些细胞因子和蛋白的作用下，可以跨过神经系统而分化成其他类型的组织细胞，即具有横向分化潜能。如神经干细胞可被诱导分化为肌细胞和造血前体细胞。这无疑在理论上扩大了神经干细胞在今后的应用范围，使得更多用现今医学手段无法治愈的患者看到希望。 3.本公司的神经干细胞
体外神经细胞的培养已成为神经生物学研究中十分有用的技术手段。神经细胞培养的主要优点是:(1)分散培养的神经细胞在体外生长成熟后,能保持结构和功能 上的某些特点, 而且长期培养能形成髓鞘和建立突触联系,这就提供了体内生长过程在体外重现的机会。(2)能在较长时间内直接观察活细胞的生长、分化、形态和功能变化,便于使用各种不同的技术方法如相差显微镜、荧光显微镜、电子显微镜、激光共聚焦显微镜、同位素标记、原位杂交、免疫组化和电生理等手段进行研究。(3)易于施行物理（如缺血、缺氧）、化学和生物因子（如神经营养因子）等实验条件, 观察条件变更对神经细胞的直接或间接作用。(4)便于从细胞和分子水平探讨某些神经疾病的发病机制，药物或各种因素对胚胎或新生动物神经细胞在生长、发育和分化等各方面的影响。我们实验室从80年代始开展了神经细胞的体外培养工作，取得了一些经验，现将培养细胞分类及方法简要介绍如下: 一、鸡胚背根神经节组织块培养 主要用于神经生长因子（NGF）等神经营养因子的生物活性测定。在差倒置显微镜下观察以神经突起的生长长度和密度为指标半定量评估NGF的活性。 1、材料和方法 （1）选正常受精的鸡蛋，置于37℃生化培养箱内孵化，每日翻动鸡蛋一次。 （2）取孵化8-12 d 的鸡蛋, 用70% 酒精消毒蛋壳，从气室端敲开蛋壳，用消毒镊剥除气室部蛋壳。 （3）用弯镊钩住鸡胚颈部，无菌条件下取出鸡胚置小平皿内，除去头部后，腹侧向上置灭菌毛玻璃片上,用眼科弯镊子打开胸腹腔，除去内脏器官。 （4）在解剖显微镜下，小心除去腹膜，暴露脊柱及其两侧，在椎间孔旁可见到沿脊柱两侧排列的背根节（图1），用一对5号微解剖镊小心取出。 （5）置背根节于解剖溶液内，用微解剖镊去除附带组织，接种于涂有鼠尾胶的玻璃或塑料培养瓶中，在DMEM无血清培养液中培养。 2、结果 鸡胚背根神经节在含神经生长因子(NGF, 2.5S，20ng/ml)的无血清培养液中培养24 h,神经节长出密集的神经突起。而未加NGF的神经节培养24 h, 未见神经突起生长。 二、新生大鼠、新生小鼠及鸡胚背根神经节分散细胞培养 背根神经节（DRG）细胞起源于神经嵴，NGF研究先驱Levi-Montalcini的实验表明，外原性NGF能刺激DRG细胞生长发育并形成广泛的神经网络。在体外，分离培养的神经节在NGF存在的情况下，神经突起的生长在一天之内可长达数
神经元轴突标志物
Tau: Neuro n Type of MAP; helps main tai n structure of the axon 神经元树突标志物Drebrin、MAP SAP102 微管相关蛋白Microtubule-associated protein-2(MAP-2) : Neuron Den drite-specific MAP;prote in found specifically in den dritic branching of neuron 是组成神经元细胞骨架的重要组成成分，包括：MAP5 MAP1.2和MAP1 三种不同类型。在神经系统发育、形成和再生过程的不同时期扮演着重要的角色。其中MAP5为早期微观相关蛋白，在胚胎期和新生动物大脑中有较高表达，并随大脑的逐渐成熟而退化，对神经元突起的生长具有重要的引导作用。MAP2包括三种亚型：MAP2a MAP2I和MAP2c其中MAP21和MAP2(出现较早。随着年龄的增长MAP2被组织蛋白酶D所降解，在不同类型的神经元中表达量存在差异。 神经元早期标志物Tubulin、b-4 tubulin : Neuron Important structural protein for neuron; identifies differentiated neuron Nervous System微管蛋白为球形分子,分为两种类型:a 微管蛋白(a-tubulin) 和B微管蛋白(B -tubulin), 这两种微管蛋白具有相似 的三维结构，能够紧密地结合成二聚体，作为微管组装的亚基，能够聚合并且参与细胞分裂。a和B微管蛋白各有一个GTP结合位点，位于a亚基上的GTP结合位点，是不可逆的结合位点，结合上去的GTP不能被水解，也不能被GDP替换。位于B亚基上的GTP结合位点结合GTP后能够被水解成GDP所以这个位点又称为可交换的位点(exchangeable site,E 位点)-III Tubulin 又名tubulin B -4，是原始神经上皮中所表达的最早的神经元标志物之一。其作为神经元特有标志物，被广泛应用于神经生物学研究。 Noggin: Neuron A neuron-specific gene expressed during the development of n euro ns Neurosphere Embryoid body (E ⑨： ES Cluster of primitive n eural cells in culture of differentiating ES cells; indicates presence of early neurons and glia 星型胶质细胞标志物Astrocyte 、S-100、Microglia Markers Glial fibrillary acidic protein (GFAP) : Astrocyte Protein specifically produced by astrocyte 属于三型中间丝蛋白家族成员，在星型胶质细胞中大量特异性表达。在外周神经系统中的卫星细胞和部分雪旺氏细胞中也有少量表达。神经干细胞也会频繁并大量的表达GFAP因此，GFAP抗体经常被作为星型胶质 细胞的标志物用于神经生物学研究。另外，对于一些来源于星型胶质细胞的脑源性肿瘤，GFAP的表达量也较高。最近研究表明：在位于肝脏的枯否细胞、镜上皮细胞、唾液腺肿瘤细胞和红细胞中亦有GFAP的表达。
近期整理了一些据说可以作为神经干细胞和早期神经元标记物的资料，不知是否可靠，贴出来大家指点一下， 1. ASH1：属于前神经转录因子，与神经元的分化有关。ASH1是转录调控因子bHLH家族的成神经元基因，广泛表达于发育中的中枢和外周神经系统，在神经元特定亚型的选择性分化中发挥中心调控作用。见于细胞核。 2. ATOH1：无调同源物1(atonal homolog 1)，Ath1。无调基因(Atonal)最初是在果蝇中发现的一种原神经基因，负责调控果蝇弦音器的形成；在小鼠的同源物为Math1和Math5。属于转录因子的碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)家族、前神经转录因子，是后脑发育的关键因子之一。缺乏Math1的小鼠有听觉、本体感觉和觉醒系统障碍，生后不久即死于不能呼吸但呼吸道和外周神经正常。见于细胞核。 3. CD133：一种独特的干细胞标志，分子量为120kDa，具有5个跨膜区。CD133+细胞可以分化为神经元和神经胶质，表明这群细胞有自我更新的能力，有多系分化潜能。体外实验证实外周血来源的CD133+ 细胞可以分化为神经细胞。 4. GFAP：胶质纤维酸性蛋白。GFAP是一种中间丝蛋白，主要存在于星形胶质细胞内，有8种不同的isoforms 标记细胞的不同亚群，神经干细胞也能表达GFAP。 5. HES-5：发状分裂相关增强子-5(hairy and enhancer of split-5)。属转录因子的碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)家族、前神经转录因子，与神经元的分化有关。小鼠Hes5特异性在发育中的神经系统中表达，随着神经元分化程度升高，其表达水平降。在脑室区持续高水平表达Hes 5会使神经前体细胞继续留在脑室区而不向外部迁移，严重干扰神经元与胶质细胞的分化。见于细胞核。 6. HuC、HuD：果蝇的胚胎致死与异常视觉基因Elav在人类的同源物被称为Hu抗原，脊椎动物神经元中有三个抗原均能与抗-Hu抗体发生反应，分别是HuD、HuC/ple21和HeI-N1,均是神经元特异性RNA结合蛋白，表达于所有的新生神经元。见于细胞核。 7. L1neural adhesion molecule：L1神经粘附分子，不依赖钙离子的神经粘附分子之一。参与了神经元-神经元之间的粘附、神经突起束化与生长、小脑颗粒细胞迁移等功能，AD小鼠过表达的L1能与Aβ结合而降低AD小鼠的病理特征。见于细胞膜。 8. MAP1B：微管相关蛋白1B，或称微管相关蛋白5(MAP5)。是早期微管相关蛋白，胚胎期及新生动物大脑内细胞质、细胞体、树突均有较高表达。参与促进轴突再生，也是凋亡蛋白caspase和calpain的共同底物。 9. MAP-2：微管相关蛋白-2 (microtubule-associated protein-2)，属于结构性微管相关蛋白家族, 其分子量很大,SDS-PAGE电泳分析可分为MAP-2A和MAP-2B两条带。在正常脑组织中MAP-2主要存在于神经元的胞体、树突和树突棘。是脑内最丰富的蛋白之一，参与突起生长、胞浆蛋白运输、神经元塑形等功能。 10. Musashi-1：musashi-1简称MSI-1，是一种分子量为39KD的RNA结合蛋白。通常在CNS干细胞和前体细胞上表达，在分化后的细胞表达下调。它是一种转录抑制因子，其可以直接调节靶蛋白Numb和P21(CIP-1)的表达。见于神经干细胞，也可见于其它组织的干细胞；最近研究发现musashi-1在缺血性神经损伤中发挥调节细胞凋亡的作用。
胚胎干细胞的归类 干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三类，对于胚胎干细胞和造血干细胞各属于哪一类，不同的教材和资料说法不同。新课标人教版必修1教师教学用书P31“胚胎干细胞分裂速度快，并且有产生多种分化细胞类型的潜力，因此，它们也被称为多能干细胞。”选修3教师教学用书P73“全能干细胞是可以发育成一个完整个体的未分化细胞，如受精卵。多能干细胞是指能分化成除胎盘之外所有其它组织细胞的未分化细胞，如ES细胞（胚胎干细胞），他的分化能力仅次于受精卵。专能干细胞是指与特定器官和特定功能相关的一类干细胞，如神经干细胞、造血干细胞等。”从中不难看出，胚胎干细胞和造血干细胞分别属于多能干细胞和专能干细胞。 而苏教版教材上是这样解释的：“专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞，如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌干细胞；多能干细胞具有分化成多种细胞或组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，如造血干细胞等；全能干细胞可以分化为全身200多种细胞，如神经细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官，如胚胎干细胞。” 再看中图版教材上的描述：“全能干细胞具有形成机体的任何组织或器官，直至形成完整个体的潜能。受精卵便是一个最初的全能干细胞，它可以分化出许多全能干细胞，如胚胎干细胞。提取这些细胞中的任意一个置于子宫内，就可以发育出一个完整的个体。多能干细胞具有分化出多种组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如骨髓造血干细胞可以分化出至少12种血细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的，如神经干细胞只可分化出各类神经细胞。” 从苏教版和中图版教材的内容中可以看出，胚胎干细胞是全能干细胞，造血干细胞是多能干细胞，这和人教版教师教学用书上的叙述相矛盾，和人
一、神经元 （一）神经元的形态结构神经元由胞体和突起两部分组成。胞体包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分，突起分树突和轴突(图2-21)。 1.胞体是神经元的营养和代谢中心，形态多样化，有圆形、锥体形、梭形和星形等，胞体主要位于大脑和小脑的皮质、脑干和脊髓的灰质以及神经节内。①细胞膜：为单位膜，具有感受刺激、处理信息、产生和传导神经冲动的功能。②细胞质：除一般细胞器外，还有尼氏体和神经原纤维两种特有的结构。尼氏体（Nissl body）：为强嗜碱性的斑状或颗粒状，轴丘处无尼氏体。神经原纤维（neurofibril ）在HE染色片上不能分辨，在镀银染色片中，神经原纤维被染成棕黑色，呈细丝状，交错排列成网，并伸入到树突和轴突内。 图2-21 神经元的模式图图图2-22 各类神经元的形态结构模式图 它们除了构成神经元的细胞骨架外，还与营养物质、神经递质及离子运输有关。③细胞核：大而圆，位于细胞中央，核仁明显。 2.突起为胞体局部胞膜和胞质向表面伸展形成突起，可分为树突和轴突两种。①树突：每个神经元有一至数个树突，较粗短，形如树枝状，树突内的胞质结构与胞体相似，在其分支上又有许多短小的突起，称树突棘。树突的功能主要是接受刺激。树突和树突棘极大地扩大了神经元的表面积。②轴突：每个神经元只有一个轴突，细而长，长者可达1米以上。胞体
发出轴突的部位常呈圆锥形，称轴丘。轴丘及轴突内无尼氏体。轴突末端分支较多，形成轴突终末。轴突的功能主要是传导神经冲动和释放神经递质。 （二）神经元的分类神经元数量宠大，形态和功能各不相同，一般按其形态及功能分类如下： 1.按神经元突起的数量分类(图2-22) （1）多极神经元从胞体发出一个轴突和多个树突，是人体中最多的一种神经元，如脊髓前角的运动神经元。（2）双极神经元：从胞体两端分别发出一个树突和一个轴突,如视网膜内的双极神经元。（3）假单极神经元：从胞体发生一个突起，但在离胞体不远处即分为两支，一支伸向中枢神经系统，称中枢突(相当于轴突)，另一支伸向周围组织和器官内的感受器，称周围突(相当于树突)。 2. 按神经元的功能分类（1）感觉神经元：又称传入神经元，多为假单极神经元，分布于脑神经节、脊神经节内。（2）中间神经元：又称联络神经元，主要为多极神经元，介于感觉神经元和运动神经元之间。（3）运动神经元：又称传出神经元，多为多极神经元，主要分布于大脑皮质和脊髓前角。
胚胎干细胞体外诱导分化综述 摘要：由于胚胎干细胞具有自我更新、高度增值和多向分化的潜能，因此，自20世纪90年代开始，对胚胎干细胞的研究成为生物学领域和医药工程领域研究的一个焦点。本文从胚胎干细胞的分离、体外诱导胚胎干细胞的原理和定向分化的机制、胚胎干细胞体外诱导的方法、定向分化的细胞、应用前景和研究存在的问题对胚胎干细胞进行综述。 关键词：胚胎干细胞；体外培养；诱导分化；应用 干细胞是一种具有多分化潜能和自我更新功能的早期未分化细胞。在特定条件下，它可以 分化成不同的功能细胞，形成多种组织和器官，它包括胚胎干细胞和成体干细胞。前者指早期胚胎的多能干细胞，后者是存在于胎儿和成体不同的组织内的多潜能干细胞这些细胞具有自我复制能力，并产生不同种类的具有特定表型和功能的成熟细胞的能力，能够维持机体功能的稳定，发挥生理性的细胞更新和修复组织损伤作用[4,9,10]。 胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC)是从着床前胚胎内内细胞团(inner cell mass,ICM)或原始生殖细胞经体外分化抑制培养分离的一种全能性细胞[1]。它能在体外长期不断自我更新,并保持多向分化潜能,可以分化为内、中、外三个胚层的几乎所有类型细胞。自1981年Evans和Kauffman[2,8]用不同的方法首次成功分离得到小鼠胚胎干细胞以来,小鼠胚胎干细胞成为近20年来人们用来研究发育分化、基因表达调控、基因治疗等最理想的模型，并且有大量研究表明小鼠胚胎干细胞可以在体外被诱导分化为绝大多数类型的成体细胞.1998年Thomson等首次成功分离并建立人胚胎干细胞系。自此，人胚胎干细胞不但提供了一个研究人类自身发育分化的良好机会,而且如果人胚胎干细胞能像小鼠胚胎干细胞一样可以在体外诱导形成各种成体细胞,那么利用这些诱导分化形成的成熟细胞将有可能进行细胞和组织替代治疗, 包括糖尿病、帕金森病、早老性痴呆、心血管疾病和肿瘤等多种目前临床上难以治愈的疾病。 1 胚胎干细胞的分离 自Thomson成功分离并建立人胚胎干细胞系后，多年以来，人们研究出很多胚胎干细胞的 分离方法，在这里主要介绍三种： 1.1 分离自胚胎内细胞团 内细胞团又称胚细胞（embryoblast）,是一团于哺乳动物初期胚胎中的一个细胞团块。从早期胚胎内细胞团（inner cell mass,ICM）分离是获得胚胎干细胞的主要途径。由于不同动物的胚胎发育存在差异，因此应注意取材时间。可通过免疫外科手术法、机械剥离法、组织培 养法等方法除去胚胎滋养层细胞获得囊胚内细胞团（ICM）细胞进行体外分化抑制培养。 1.2分离自原始生殖细胞
启示神经与基于BSC疗法的导电材料的接口：通过偶合石墨烯加速神经干细胞的生物电功能开发 为了管理在组织工程细胞特异性行为神经修复和再生，更好地理解材料- 细胞相互作用，尤其是生物电功能的，极其important.Graphene已报道是用作支架的潜在候选和神经interfacingmaterial.However，石墨烯这些导电性基板细胞膜的生物电演变在很大程度上仍然没有进行过。在这项研究中，我们使用了神经干细胞（NSC）模型，探讨膜生物电属性E包括增殖和分化conditions.We下休息膜电位和动作电位E和细胞行为上的石墨烯薄膜中使用的组合可能发生的变化 单细胞电生理记录和传统的细胞生物学技术。石墨烯不影响基本膜电参数（电容和输入电阻），但搁在石墨烯衬底细胞膜电位分别更强烈增殖和分化的条件下为负。此外，神经干细胞及其对石墨烯基片表现出的后代与对照相比，在开发过程中增加的动作电位的射击。但是，石墨烯只有轻微影响电动刻画ofmature NSC后代。石墨烯基片上的被动和主动的生物电特性Themodulation伴随着增强NSC分化。此外，棘密度，突触 突触蛋白表达和在.Modeling石墨组所有activitywere增加上导电的石墨烯衬底电场表明由该负电的细胞膜产生的电场大于上即控制它的石墨烯衬底高得多，这可以解释观察到的 通过耦合石墨烯的生物电的发展变化。我们的研究结果表明石墨烯是能够加速在开发过程中的NSC成熟，特别是在生物电发展方面。我们的发现提供对导电材料在调谐膜中的作用的基本理解石墨烯模型中的生物电性能，为未来的发展研究铺平道路方法和材料形成在基于NSC的治疗的可控通道中的膜性质。 石墨烯，碳原子的2维单层，由于材料的独特的电，机械和热特性，一直在纳米技术的最前沿。它最近被认为是一个有前途的候选人制造超快纳米电子器件，透明电极，纳米复合材料和生物医学材料[3]。 它已经用于多种生物医学应用，包括细胞成像和药物递送[4]，生物分析[5]，干细胞研究[6,7]，甚至光热疗法治疗肿瘤 [8]。最近，我们和其他团体发现使用石墨烯作为神经接口材料的可能性，因为它可以促进人类成神经细胞瘤（SH-SY5Y）细胞培养[9]，PC-12细胞[10]，海马原代培养神经元[11]和直接NSC分化神经元[12,13]，促进神经干细胞分化成石墨烯纳米网半导体神经元和形成神经元纤维[14,15]。此外，越来越多的研究表明石墨烯表现出操纵茎的命运的潜在能力细胞。例如，石墨烯基材料能够诱导NSC分化成神经元谱系[7,16]，控制甚至加速间充质细胞的分化干细胞[6,17e22]，并调节其他类型的行为干细胞，包括多能干细胞和胚胎干细胞[23e25]。这些开创性的研究清楚地证明了在细胞治疗中基于石墨烯的材料的巨大潜力。然而，改变细胞行为背后的基础机制，例如增强的分化和促进的细胞增长，仍然很大程度上未知。 细胞功能和细胞之间的强连接膜的生物电性质启发我们调查石墨烯是否可以调节NSC发育和成熟的子代通过影响其生物电特性细胞。在这项工作中，我们研究了石墨烯的影响在NSC 发育期间电生理状态的成熟，包括被动和主动生物电特性和随后的NSC命运的选择。 2。材料和方法2.1。石墨烯膜制备 根据先前公布的CVD方法[26]合成石墨烯样品。简言之，将薄铜箔（5cm×5cm）加热至1000℃并在H 2和Ar气体下退火20分钟，随后暴露于H 2和CH 4下5分钟。然后在H 2和Ar气下将膜从1000℃冷却至室温。通过在硝酸铁水溶液中蚀刻从铜箔上除去石墨烯膜。在铜膜溶解之后，使TCPS基板与石墨烯膜接触，并将其从溶液中拉出以制造石墨烯/ TCPS基板。
神经干细胞综述 长期以来 ,人们一直认为 ,成年哺乳动物脑内神经细胞不具备更新能力 ,一旦受损乃至死亡 ,不能再生 ,这种观点使人们对帕金森病、多发性硬化及脑脊髓损伤的治疗受到了很大的限制。虽然传统的药物及手术取得了一定的进展 ,但是仍不能达到满意的效果。近年来 ,生物医学技术迅猛发展 ,神经生物学的重要进展之一是发现神经干细胞的存在 ,特别是成体脑内神经干细胞的分离和鉴定具有划时代意义。本文对神经干细胞的特点、分布、分化机制及应用等研究进展做一综述。 1 神经干细胞的特点 神经干细胞的特点如下:①神经干细胞可以分化。②通过分裂产生相同的神经干细胞来维持自身的存在 , 同时 ,也能产生子细胞并进一步分化成各种成熟细胞。干细胞可连续分裂几代 ,也可在较长时间内处于静止状态。③神经干细胞通过两种方式生长 ,一种是对称分裂 ,形成两个相同的神经干细胞 ;另一种是非对称分裂 , 由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀的分配 ,使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端而成为功能专一的分化 细胞 ,另一个子细胞则保持亲代的特征 ,仍作为神经干细胞保留下来。分化细胞的数目受分化前干细胞的数目和分裂次数控制。 2 神经干细胞与其它类型干细胞的关系 按分化潜能的大小 ,干细胞基本上可分为 3种类型 :第一类是全能干细胞 ,它具有形成完整个体的分化潜能 ,具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力 ,可以无限增殖并分化成全身 2 0 0多种细胞组织的潜能 ,进一步形成机体的所有组织、器官进而形成个体 ;第二类是多能干细胞 ,这种干细胞也具有分化多种细胞组织的潜能 ,但却失去了发育成完整个体的能力 ,发育潜能受到一定的限制 ;第三类是单能干细胞 ,如神经 干细胞等 ,这种细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。然而横向分化的发现 ,使这个观点受到了挑战 ,神经干细胞可以分化成造血细胞。总之 ,生命体通过干细胞的分裂来实现细胞的更新及保证持续生长。随着基因工程、胚胎工程、细胞工程及组织工程等各种生物技术的快速发展 ,按照一定的目的 ,在体外人工分离、培养干细胞 ,利用干细胞构建各种细胞、组织及器官作为移植来源 ,将成为干细胞应用的主要方向。 3 神经干细胞的分布 神经管形成以前 ,在整个神经板检测到神经干细胞的选择性标记物神经巢蛋白 (nestin),是细胞的骨架蛋白。构成小鼠神经板的细胞 ,具有高效形成神经球的能力。但目前尚不能肯定神经板与神经干细胞是否具有相同的诱导机制。神经管形成后 ,神经干细胞位于神经管的脑室壁周边。关于成脑神经干细胞的分布 ,研究显示成年嗅球、皮层、室管膜层或者室管膜下层、纹状体、海马的齿状回颗粒细胞下层等脑组织中分布着神经干细胞。研究发现脊髓、隔区也分离出神经干细胞 ,这些研究表明 ,神经干细胞广泛存在于神经系统。在中央管周围的神经干细胞培养后亦可形成神经球并产生神经元。脊髓损伤时 ,来自于神经干细胞的神经元新生受到抑制 ,而神经胶质细胞明显增多 ,其机制可能与生成神经元的微环境有关。
小细胞肺癌占肺癌的20 % ~ 25 % , 其生长迅速, 易早期转移, 对放疗和化疗效果高度敏感, 是一种能分泌NSE 的神经内分泌性质的肿瘤。所以, N S E 的测定可对小细胞肺癌提供诊断信息。N SE 在脑内占脑全部可溶性蛋白的1 . 5 % 。灰质中因神经元的富集, 而有高浓度N SE ; 周围神经亦含有N SE , 含量只有中枢神经元的1 % ~ 1 0 % 。故灰质中N S E 最高, 其次为脊髓、周围神经节。 但是红细胞内存在NSE 的量以及溶血对血清NSE 测定结果究竟有多大的影响, 至今未见报道。我们研 究得出, 每溶解红细胞释放1g 血红蛋白量, 就平均测 定出32 . 46μg / L 的NSE , 属假阳性结果。在观察溶血 与NSE 含量关系中看到, 当溶血产生0 . 25 g/ L 血红蛋 白、肉眼观察溶液颜色显微微浅色( 几乎看不到红色) 时, N SE 含量即在8 . 7μg / L ; 溶血产生0 . 5g / L 血红蛋白时, 肉眼观察溶液显微浅红色时, NSE 含量达17 . 2μg/ L , 已超过试剂盒的参考范围( 14 . 0μg/L) , 可见溶血对 实验结果影响很大; 同时正常人和小细胞肺癌患者血 清标本立即测定和放置1 、2 、3d 后再测定, 均显示立即 和各天间NSE 结果差异有极显著意义( P < 0 . 01 ) 。 神经元受到损伤后，NSE在细胞内的分布会有 所变化在缺血-缺氧状态下神经元的存活需要NSE提供大 量ATP以满足核酸的合成，以及NSE的间接产物丙酮酸能够
保护细胞核免受过氧化物损害 神经元特异性烯醇化酶( neuron-specificenolase，NSE) 广泛存在于神经元和神经内分泌细胞胞浆内，对神经元具有营养和保护功能， NeuN是具有46kD和48kD2个亚型，其免疫反应性在神经元分化成熟后即开始表达，阳性强度代表神经元发育的成熟程度［10］ NSE是烯醇化酶基因超家族成员之一，是糖酵解的关键酶，在糖酵解途径中催化-磷酸甘油生成磷酸烯醇式丙酮酸，特异地存在于神经元和神经内分泌细胞胞质内，对维持神经系统生理功能具有重要作用NSE的含量是成熟神经元代谢活性和突触化的标志［5-8］ ［5］ 本资料结果显示，腓浅神经SCV测定异常比率要 高于其他神经NCV异常比率据文献报道，糖尿病周 围神经病变的病理改变主要是有髓神经纤维的髓鞘出现灶性节段失，多数情况为肢体远端神经纤维轴 性，节段性髓鞘脱失［5］，而神经冲动的传导主要是由有髓鞘的神经纤维以跳跃式传导的方式传导兴奋，正常情况下人类下肢感觉神经的有髓神经纤维的数量较上肢少直径也细，神经传导速度下肢 较上肢慢当糖尿病导致神经纤维产生脱髓鞘损伤时，下肢感觉神经必然最早受到影响，所以腓浅神经SCV异常比率高也是符合一般规律的
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e215831856.html, 胚胎干细胞的定向诱导分化及应用前景 作者：王士珍李雪甫陈培 来源：《科技视界》2012年第23期 【摘要】胚胎干细胞（embryonic stem cell, ES细胞)主要来自于胚胎发育早期囊胚中内细胞群(inner cell mass, ICM), 具有无限增殖、自我更新和多向分化的特性。理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞，可作为细胞移植、组织替代, 甚至器官克隆的细胞供体，为将来治疗人类诸多难治性疾病提供细胞来源。本文简述了胚胎干细胞的诱导分化方法、定向分化的一些细胞种类以及应用前景。 【关键词】胚胎干细胞；诱导；分化 ES细胞是由囊胚的内细胞群或胎儿的原始生殖细胞(Primordial germ cells，PGCs)经体外抑制分化培养而获得的一种具有多向分化潜能的细胞。英国剑桥大学的Evans等[1]于1981年首次建立了小鼠胚胎干细胞系。Thomson等[2]于1998年利用临床上体外受精的胚胎，采用免疫法分离出内细胞群，首次成功分离出人胚胎干细胞系。同年，Sham blott等[2]以STO作为饲养层首次建立了人胚胎生殖细胞(hEGC)系。一般情况下，可将胚胎干细胞和胚胎生殖细胞统称 为胚胎干细胞。饲养层或白血病抑制因子（LIF）是ES细胞体外培养过程中保持未分化状态的必要条件。当培养条件有轻微改变时，例如在培养液中添加某些诱导分化因子（维甲酸RA、DMSO等），ES细胞就会发生分化；另外，如果把脱离饲养层的ES细胞进行悬浮培养，会发育成大小不一的拟胚体（embryoid boby, EB）,然后可诱导EB向不同类型细胞分化。至今，已从ES细胞诱导分化出心肌细胞、骨细胞、软骨细胞、肝细胞、造血细胞、脂肪细胞、胰岛素细胞、神经细胞、内皮细胞等。这些诱导后的细胞有望为器官移植、损伤器官的修复提供原材料，具有十分广阔的临床应用前景。所以，近年来有关胚胎干细胞的定向分化研究已成为全世界研究的热点。 1诱导ES细胞定向分化的方法 目前，通常针对人们设想要得到的终末靶细胞，而采用不同的诱导分化方法，使ES细胞最终定向分化为目的细胞。最常用的诱导方法一般包括以下四种：化学试剂诱导法、细胞因子诱导法、共培养诱导法以及转基因诱导法等。 1.1化学试剂诱导法 维甲酸（retinoic acid，RA）是体内维生素A的代谢中间产物，主要影响骨的生长和促进上皮细胞增生、分化、角质溶解等代谢作用。Schuldiner等[3]用一定浓度的RA（10-6M）诱导人ES细胞向神经细胞分化。实验证实：产生的神经细胞比未用RA处理的对照组增加了22%。目前，RA诱导ES细胞分化为神经细胞的机制还没有完全弄清楚。一般认为RA进入细胞后，最先与细胞质中维甲酸结合蛋白 (cellular RA binding protein，CRABP)形成复合物，然
相关疾病： ?唾液腺肿瘤 ?脑损伤 把最近看过的神经生物学研究中的常用标志物作一总结，与大家分享 每一类列举了常用标志物，有的给出了解释和用途。 神经元轴突标志物 Tau：Neuron Type of MAP; helps maintain structure of the axon ---------------------------------------------------------------------------- 神经元树突标志物Drebrin、MAP、SAP102 微管相关蛋白Microtubule-associated protein-2(MAP-2)：Neuron Dendrite-specific MAP; protein found specifically in dendritic branching of neuron 是组成神经元细胞骨架的重要组成成分，包括：MAP5、MAP1.2和MAP1三种不同类型。在神经系统发育、形成和再生过程的不同时期扮演着重要的角色。其中MAP5为早期微观相关蛋白，在胚胎期和新生动物大脑中有较高表达，并随大脑的逐渐成熟而退化，对神经元突起的生长具有重要的引导作用。MAP2包括三种亚型：MAP2a、MAP2b和MAP2c。其中MAP2b和MAP2c 出现较早。随着年龄的增长MAP2被组织蛋白酶D所降解，在不同类型的神经元中表达量存在差异。 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 神经元早期标志物Tubulin、b-4 tubulin ：Neuron Important structural protein for neuron; identifies differentiated neuron Nervous System微管蛋白为球形分子, 分为两种类型:a微管蛋白(a-tubulin)和β微管蛋白(β-tubulin), 这两种微管蛋白具有相似的三维结构, 能够紧密地结合成二聚体, 作为微管组装的亚基，能够聚合并且参与细胞分裂。a和β微管蛋白各有一个GTP结合位点, 位于a亚基上的GTP结合位点, 是不可逆的结合位点，结合上去的GTP不能被水解，也不能被GDP替换。位于β亚基上的GTP结合位点结合GTP后能够被水解成GDP，所以这个位点又称为可交换的位点(exchangeable site,E位点)。β-III Tubulin又名tubulin β-4，是原始神经上皮中所表达的最早的神经元标志物之一。其作为神经元特有标志物，被广泛应用于神经生物学研究。 Noggin：Neuron A neuron-specific gene expressed during the development of neurons Neurosphere Embryoid body (E：ES Cluster of primitive neural cells in culture of differentiating ES cells; indicates presence of early neurons and glia ----------------------------------------------------------------------------------------- 星型胶质细胞标志物Astrocyte、S-100、Microglia Markers Glial fibrillary acidic protein (GFAP) ：Astrocyte Protein specifically produced by astrocyte属于三型中间丝蛋白家族成员，在星型胶质细胞中大量特异性表达。在外周神经系统中的卫星细胞和部分雪旺氏细胞中也有少量表达。神经干细胞也会频繁并大量的表达GFAP。 因此，GFAP抗体经常被作为星型胶质细胞的标志物用于神经生物学研究。另外，对于一些来源于星型胶质细胞的脑源性肿瘤，GFAP 的表达量也较高。最近研究表明：在位于肝脏的枯否细胞、镜上皮细胞、唾液腺肿瘤细胞和红细胞中亦有GFAP的表达。 ------------------------------------------------------------------------------------------- 少突胶质细胞标志物 Myelin basic protein (MP：Oligodendrocyte Protein produced by mature oligodendrocytes; located in the myelin sheath surrounding neuronal structures 髓磷脂Myelin/oligodendrocyte specific protein (MOSP)是由中枢神经系统中少突胶质细胞和外周神经系统中雪旺氏细胞产生特殊蛋白质。是形成髓鞘的主要成分，对于引导神经冲动的传递起着致关重要的作用。多年来，关于髓鞘的形成机理和与其相关的一些先天性疾病的发病机制一直是众多科学家关注的重点。如：多重硬化症和脑白质营养不良等，都与神经系统的去髓鞘化相关。 O4：Oligodendrocyte Cell-surface marker on immature, developing oligodendrocyte O1：Oligodendrocyte Cell-surface marker that characterizes mature oligodendrocyte ----------------------------------------------------------------------------------- 细胞周期抗凋亡蛋白/ 存活素CNPase、OSP、Survivin Survivin：是细胞循环周期中G2/M期表达的一种抗凋亡蛋白。在有丝分裂初期，Survivin与微管之间相互作用，参与调节纺锤体的动态
神经干细胞是指具有分化为神经元细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞的能力,能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。神经干细胞的标记物，包括Nestin、PSA-NCAM、p75神经营养R(NTR) 、Mu-sashi1等。 ①Nestin Nestin是一种中间丝蛋白Ⅵ,它主要表达在中枢神经系统干细胞,在几乎所有成熟CNS细胞上均不表达。Nestin作为标记物已经广泛应用在识别神经系统发育中和体外细胞培养中的CNS干细胞。然而Nestin在CNS 干细胞生物学上的作用尚不明确。Nestin在体外并不形成中间丝。它的短暂表达已经证明是神经分化途径的关键一步。Nestin 有时也在非神经干细胞群表达,例如胰岛祖细胞及造血祖细胞。 ②PSA-NCAM(唾液酸-神经细胞粘附分子) 脑的神经细胞粘附分子(NCAM) 亚型的调节性表达是神经发育过程的关键所在。NCAM的胚胎型(PSA-NCAM) 主要在发育中的神经系统表达。PSA-NCAM可能同突触的重排和可塑性相关。在成年人PSA-NCAM 表达被限制在维持可塑性的地区。高表达PSA-NCAM 的神经元-限制性前体可以自我更新和分化为多种神经细胞表型。PSA-NCAM+新生脑前体细胞被限制在向神经胶质方向发展,甲状腺激素可以调控其向少突神经胶质细胞发展。唾液酸变性作用极大地降低了NCAM粘附性，因此，也有人认为PSA-NCAM是作为单一的抗粘附分子来调节大脑可塑性发展中的细胞-细胞相互作用。越来越多的证据表明，PSA-NCAM 和一些信号分子相互作用，在脑的发育中起指导性作用。 ③p75神经营养R(NTR) p75NTR也称作低亲合力神经生长因子(NGF)受体，是属于肿瘤坏死因子受体超家族的一类跨膜蛋白。它同等地结合NGF、BDNF、NT23和NT4(低亲合力) 。当被Trk活化时,p75NTR 增加对神经亲和力的反应。在神经系统发育过程中TrkC受体和p75NTR 起着重要作用。根据细胞表面表达p75NTR，现在已分离出神经脊干细胞(NCSCs)。新近从周围神经组织中分离的p75NTR+ NCSCs可以在体外和体内自我更新和形成神经元和神经胶质。另外，神经上皮来源的p75NTR+ 细胞也可以在细胞培养时分化为神经元、平滑肌和schwann 细胞。p75NTR也可以用作标记物来识别间充质前体以及肝脏的星形细胞。 ④Musashi1 Musashi1是一种进化保守的RNA-结合蛋白，在维持干细胞状态、分化和肿瘤发生方面起着重要作用。Musashi1 选择性地表达在神经前体细胞上,包括神经干细胞上。在神经系统外，Musashi1还是肠干细胞的选择性标记。这些组织干细胞或未成熟细胞Musashi1的表达，表明Musashi1在转录后基因调节阶段维持这些细胞未分化状态起重要作用。Musashi1在体内的一个靶分子是m-NumbmRNA,m-Numb在神经分化上起重要作用。用突变的方法研究证明，Musashi1通过转录抑制m-Numb的合成。因为Numb是进化保守的细胞内Notch 拮抗剂，以推测Musashi1 是Notch1 信号通路的正调节因子。Musashi1过度表达通过依赖RBP2Jk的旁路激活Notch1，而Notch信号途径功能为诱导哺乳动物神经干细胞自我更新。通过musashi1-P-小鼠培养脑细胞的Musashi蛋白产物反义去除研究,发现这些基因在维持神经干细胞未分化状态起着重要的作用。Musashi抑制m-Numb转录的分子机制尚待进一步研究。Musashi1有可能除转录调控外还参与其他调控途径。另外，Musashi1还表达在一些脑肿瘤的特殊类型(这些肿瘤可能起源自非成熟脑细胞)，并且表达水平和肿瘤的恶性程度及增殖能力相关。 这些干细胞标记目前在实验室和临床广泛使用，在干细胞的进一步研究中也可能扮演重要角色。然而，干细胞标记的使用也存在着一些局限性。例如还需要寻找单一的、特异的识别多能干细胞的标记物。随着越来越多的新类型干细胞的发现，也需要有更精确的工具来满足研究的需要。在可预见的未来，干细胞标记将继续在干细胞寻找及其生物学特性分析中
胚胎干细胞体外定向诱导分化的研究进展 （姓名：李翔单位：宁夏师范学院化学与化学工程学院11级科学教育班） 摘要：胚胎干细胞是从早期胚胎内细胞团分离培养出来的具有发育全能性或多能性的干细胞,具有多向分化潜能和自我更新的特性。胚胎干细胞可以定向诱导分化生产组织和细胞,可为细胞移植提供无免疫原性的材料,为难以治愈的疾病的细胞移植治疗提供可能。本文介绍了胚胎干细胞的诱导分化方法和应用。 关键词：胚胎干细胞;定向诱导分化;分化潜能;自我更新 胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES细胞)是从早期胚胎(桑椹胚、囊胚)或原始生殖细胞(primordial germ cell,PGCS)分离出来的能在体外永久培养的、具有多方向分化潜能和种系嵌合能力的细胞系。ES细胞具有多向分化潜能,可分化形成外胚层、中胚层和内胚层细胞的谱系干细胞,再成长为不同的神经、造血、肌肉,骨骼等各种细胞基于其特性,目前普遍认为,ES细胞对体外研究动物和人胚胎的发生发育,基因表达调控,药物的筛选和致畸实验及作为组织细胞移植治疗,克隆治疗和基因治疗的细胞源及产生克隆和转基因动物等领域将产生重要的影响。1998年,T homson和Gearhart2个研究组分别从人ICM和PGCS建立了人类ES细胞系,在国际上引起了轰动。Science杂志将人类ES细胞研究成果评为1999年世界十大科技进展之首,美国《时代》周刊将其列为20世纪末世界十大科技成就之首,并认为ES细胞和人类基因组将同时成为新世纪最具发展和应用前景的领域,由此掀起了ES细胞研究的高潮。 1体外诱导ES细胞的原理 在体胚胎分化过程中，组织发生和身体构造的形成具有时空顺序性和相互诱导性。在个体发育过程中，细胞分化是程序控制的有序有规律过程，程序的运行结果表现为不同发育阶段、不同组织部位的细胞表现出不同的形态、不同的生长方式和不同的生理功能。从分子水平上来看，这一结果取决于细胞在基因表达上的时空差异。这种基因表达差异除由细胞内在发育程序决定外，还受细胞外环境影响和调控，且有时这种外部控制条件或环境对形成特定细胞有着决定性作用。ES细胞体外定向诱导分化的原理，就是选择适当的诱导剂和诱导模式，通过诱导物与细胞表面受体结合或使细胞发生轻度可逆性损伤等，使被诱导细胞按预定的细胞类型方向分化[2]，然后将这些定向分化的细胞进行分离和培养传代，从而得到人们所需要的细胞类型。 2体外诱导ES细胞的方法 体外诱导ES细胞的常用方法是将ES细胞进行悬浮培养或悬滴培养，使其形成类胚体(Embry-oid Bodies,EBs)，该结构的分化过程与体内胚胎的早期发育过程相似。首先将EBs消化成单细胞，然后再贴壁培养，并于不同的培养阶段添加不同种类和不同浓度的化学物质、条件培养基或细胞因子等诱导条件，直接促进ES细胞定向分化为某种特殊类型的细胞；或通过改变培养条件对某些类型的细胞分化起抑制作用，从而高效诱导目的细胞的分化。改变细胞的培养条件使ES细胞进行定向分化的基本策略有三种：一是向培养基中添加生长因子和化学诱导剂等；二是将ES细胞与其它细胞一起进行培养；三是将细胞接种在适当的底物上，以促使细胞中某些特定基因的表达上调或下降，从而引发细胞沿着某一特定谱系进行分化。体外诱导胚胎干细胞的物质有化学试剂诱导法、细胞因