维普资讯 http://www.cqvip.com 。。 V—o。卷舅2崩中国组织工程研究与临床康复舅02 atineeringResearc h May2 00 71. 1JournalofClinicalRehabilitveTissueEngi,I72, N。o 2J援0 基础医学 层黏连蛋白与脑微血管内皮细胞对共同植入缺血模型大鼠脑内 神经干细胞增殖与凋亡的调节 张晓梅,王玉琳,朱晓峰 InstituteofRegulatory effect of laminin and brain vascular endothelial cells on the proliferation and Neur0sdence.Jiamusi University,Ji uamsi apoptosis of co-implanted neural stem cells in ischemic rat models 154007,Heil。ngjiangProvince.Chin ̄i Zhang Xiao-mei, Associate chief physician.1nstitute of Neuroscience.Jiamusi University. Jiamusi 154007,Heilongjiang Province.Chin8  ̄kx2727@163.Gem Supported by:the National Natural Science FoundaUon of China.No 30450062 : the NaturaI Science Foundation of HeilongJiang Province, NO.ZJY0508 Received-2o07_o1—18 Accepted:2007-04-05 佳木斯大学神经科 学研究所,黑龙江省 佳木斯市154007 张晓梅,女.1gB9年 生,黑龙江省克东县 人,汉族.1993年黑 龙江中医药大学毕 业。副主任医师.主 要从事神经干细胞 基础与应用研究。  ̄kx2727@163.Gem 国家自然基金项目 (批准号304500 62) ,黑龙江省自然 基金重点项目(批准 号 Y0508) 中圈分类号:R394.2 文越标识码:A 文章编号:1673.8225 (2007 )20-03960-04 收稿日期:2007-01・18 修目日期:2007.04-05 (07-50-1-401/GW・Q) 3960 Abstract An :Transplants constructed by neuraI stem cells,Iaminin and brain vascular endotheliaI cells(VECs)were implanted into cerebrums of ischemic modeI rats.This study was to observe proliferation and apeptosis of the neural stem cells of co-cultured body. METHoDS:The experiment was conducted at the Institute of Neuroscience, Jiamusi University from January to December 1 996.Experimental materials:The identical gene background male Wistar rats with the body mass of 300— 350 g. 6 months of age. was purchased fr0m Experimental AnimaI Education Ministry of Harbin MedicaI College. ExperimentaI technique:(1)The Wistar rats newborn within 24 hours were obtained and neuraI stem cells were cultured. (2)After brain VECs were digested,VECs were seeded at a density of 3xl0 L-’in the culture flask.After 12 hours, culture medium was sucked.and brain VECs were smeared with Iaminin.then neuraI stem celI suspension at a density of 6x1O0 L-’was put into the same culture flask. and then complete culture medium of neuraI stem cells was added. Three to six hours after culture.neuraI stem celI adhered to the wal1 was observed under microscope,and then smearde with a thin Iayer of Iaminin after sucking culture medium.Brain VECs of the same density were vaccinatde and complete culture medium for neuraI stem cells was added.12—24 h0urs after co—culture.VECs were observed under microscope and co-cultured transplants were tested by immunofluorescence method.(3)Cerebral ischemia rat models were preparde. Exclusive criteria were as foBows: rat models of cerebraI ischemia with Iess than 2 points of neurological symptom. subarachnoid hemorrhage. no ischemic pathological change were found in paraffin section of brain tissues by hematoxylin-eosin(HE)and rats died before observation.Totally 48 rat models were successfully established The Wistar rats were randomly divided into neuraI stem cel Igroup and co-cultured transplant group with 24 in each group. There were 4 time points,namely 3,7,14 and 60 days with 6 rats at each time point.3 days after establishing models, the rats in neuraI stem celI group received transplantation of the neuraI stem cells and rats in the co—cultured transplant group received tarnsplantation of co-cultured transplants.each 5 p.L.NeuraI stem cells were Iabeled with Brdu 5 mmol/L f0r 3 days before transplantation.and then dissolved in PBS.CelI density was adjusted into 2xl0”L.Right striatum corDera were transplanted.Proliferation and apeptosis of neural stem cells were observed by immunohistochemical method and immunofluorescent method. RESULTS:Totally 48 rats were involved in the result analysis.( Proliferation of neuraI stem cells: Number of cells increased fr0m day 3.reached the peak at day 14 and decreased at day 60.Compared with the number of cells at days 3,7,14 and 60,there were significant differences(neuraI stem cel Igroup:19.57±4_27.22_25±4.53.39.13±4.52.7.13± 2-75;co-cultured transplant group:39.88 ̄4 26,4O.50 ̄4.O3,56.88 ̄9.33.17.13±4 O9.P<0.O5.P<0.01).At days 3 and 7,celI proliferation was stable and Brdu positive cells were mainly centralized at needle track.At day 1 4.Brdu positive cells reached a peak and scattered,and some of them were integrated with surrounding tissues.At day 60.the number 0f Brdu positive cells was decreased and most of them were integrated. ̄Apoptotic rate of neuraI stem cells:With the prolongation of time,the apeptotic rate of co-cultured transplant group was decreased.As compared with neural stem celI group,there were signiifcant diferences【at days 3。7,1 4 and 60 in the simple neuraI stem celI group:(35.57± 1.85)%,(28.58 ̄1.26)%,(17.86 ̄1.32)%,(2.05 ̄0.67)%;co.cultured tarnsplant group:(24.77 ̄2 44)%.(22.75 ̄3.4O)%, (9.88 ̄1.81)%,(0.75 ̄0.32)%,P<0.O5,P<0.011. C0NCLUSION: Co・cultured transplant of Iaminin. brain VECs and neuraI stem cells into cerebraIischemic rat models acn promote the proliferation of neuraI stem celI and reduce its apoptosis. Zhang XM.Wang YL.Zhu XF.Regulatory effect of laminin and brain vascular endothelial cells on the proliferation and apoptosis of co・ implanted neural stem cells in ischemic rat models.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2007;1 1 f20):3960—3963 (China) [www.zglckf.comlzglckflejournallLIpfiles/07-20/20k-3960(ps)pdfl 摘要 目的:将由神经干细胞、层黏连蛋白、脑微血管内皮细胞构建的共移植体植入缺血模型鼠大脑内.观察共移植体中神经干细胞 的增殖和凋亡。 方法:实验于1996-01/1996—12在佳木斯大学神经科学所完成。实验材料:同一基因背景Wistar大鼠,体质量300~350 g,雄 性,6月龄,购自哈尔滨医科大学实验动物学部。实验方法: 取出生24 h内Wistar新生鼠,培养神经干细胞 ②将传代脑微血 管内皮细胞消化后,以3xl0 L 密度接种于培养瓶中,12 h贴壁后吸出脑微血管内皮细胞培养液.涂以一层细胞外基质后,接 种经O.125%胰酶消化20 min后吹打成单细胞的神经干细胞悬液,密度为6xl08 ,加入神经干细胞完全培养液。培养3~6 h, 镜下观察神经干细胞完全贴壁后,吸出培养液,再涂以一薄层细胞外基质,接种以上相同密度脑微血管内皮细胞,加入神经干细 胞完全培养液。共培养12-24 h,镜下观察脑微血管内皮细胞。利用免疫荧光方法检测共移植体。( 制备大鼠脑缺血模型。模型 制备完成后大鼠虽然有脑缺血症状,但伴下列情形之一的不纳入:神经学症状评分低于2分;取脑时发现蛛网膜下腔出血;脑组 织石蜡切片苏木精一伊红染色无缺血病理改变;未到观察时相点便死亡的。共48只大鼠模型制作成功。将Wistar大鼠随机分为 神经干细胞组、共移植体组,每组24只。2组分4个时间点3,7,14,6O d,每个时间点6只。模型建立后3 d,神经下细胞组移植 神经干细胞,共移植体组移植共移植体,各5 L。移植前神经干细胞经Brdu 5 mmol/L标记3 d,再将其溶解于PBS中,细胞密 度调整为2xl0”L~,移植部位为右侧纹状体区。通.过免疫组织化学和免疫荧光方法观察神经干细胞增殖和凋亡情况。 结果:48 均进入结果分析。①神经干细胞增殖情况:细胞数3 d开始增加,14 d达高峰,60 d减少。两组3,7,14,60 d P 0.Box 1200,Shenyang 110004 kf23385083@sina.com www.zglckf.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 翌 : 鐾錾 嬖 竺 竺 澡鼍鬻li R亳 1%一3%的神经干 细胞移植后,细 胞可长期存活. 细胞数相比,差异显著(神经干细胞组:19.57+4.27,22.25_+4.53,39.13-.4.52,7.13+2.75;共移植体组:39・88士4・26,40-50+ 4.03.56.88±9.33.17.13士4.09,P<0.05,P<0.01)。3,7 d细胞增殖数较稳定,Brdu阳性细胞主要集中在针迹部位,14 d Brdu阳性细胞最多,散在分布,部分与周围组织整合,60 d Brdu阳性细胞细胞数下降,大部分已与周围组织整合。 神经干 细胞凋亡率情况:随着时间延长,共移植体组细胞凋亡率降低,与神经干细胞组相比,差异显著【单纯神经干细胞组3,7,14, 60 d分别为:(35.57+1.85)%,(28.58+1.26)%,(17.86+1.32)%,(2.05+0.67)%;共移植体组分别为:(24.77+2.44)%, 不能简单的将这 种现象归因于免 疫排斥.因为即 使采用各种免疫 移植药物.也不 能显著延长细胞 移植物的存活。 同时移植后干细 胞很难继续保持 (22.75+3.40)%,(9.88+1.81)%,(0.75+0.32)%,尸<0.05,P<0.01]。 结论:层黏连蛋白和脑微血管内皮细胞与神经干细胞共移植体移植入缺血模型大鼠脑内可明显促进神经干细胞增殖,减少其凋亡。 关键词:移植体;缺血;增殖;凋亡 张晓梅,王玉琳,朱晓峰层黏连蛋白与脑微血管内皮细胞对共同植入缺血模型大鼠脑内神经干细胞增殖与凋亡的调节【J】.中国组织工程研究与 临床康复,2007,1 1(20):3960.3963 【www zglckf.com/zglckf/ejoumal/u les/07—20/20k-3960(ps).pdf] 液,调整细胞密度为5xl0。L~,加入25 cm 培 自我更新的能 力。这些现象可 能导致移植的失 败.严重制约了 0引育 养瓶中,放入适量完全培养液,放入37℃、体 积分数为0.05的CO2,80%H2O条件下培养。 近20年来,替代疗法可以直接或间接替 神经干细胞共移植体的构建:将传代脑血 代已经坏死的神经细胞和组织,重建神经网 管内皮细胞用0.25%胰酶消化20 min后,轻 络,部分恢复已丧失的神经功能【1' 。有报道神 轻吹打成单细胞,以3xl 0 L 密度接种在培养 经干细胞移植后,仅有1%~3%的细胞长期存 瓶中,12 h贴壁后吸出脑微血管内皮细胞培养 活,这严重制约了神经干细胞的替代疗法在临 液,涂以一层细胞外基质后接种经0.125%胰 床上的应用。如果这种现象简单归因于免疫排 酶消化20 rain后吹打成单细胞的神经干细胞 斥是不全面的。因为即使应用各种抗免疫排斥 悬液,密度为6xl0。L~,加入神经干细胞完全 药物,也不能显著延长移植物和存活【引。神经 培养液。培养3~6 h,经镜下观察神经干细胞完 干细胞的增殖、凋亡主要依赖于周围特殊环 全贴壁后,吸出培养液,再涂以一薄层细胞外 境,即Niche(小生境)【 ,移植后神经干细胞往 基质,接种以上相同密度的脑血管内皮细胞, 往都因血流阻断,内稳态失衡,炎症反应最终 加人神经干细胞完全培养液。70 mL培养瓶接 导致移植失败。文献报道层黏连蛋白促进细胞 种两种细胞分别是4 mL。共培养12~24 h,镜 黏附和迁移的作用较强,但促进细胞增殖的作 下观察最后接种脑微血管内皮细胞贴壁情况, 用不明显【 ,刚。 并由消化后的圆形变为椭圆或不规形。用细胞 刮刀将细胞从瓶壁上依次刮起,适力吹打,用 1材料和方法 150目细胞筛网过滤,取滤液再用500目细胞 筛网过滤,取筛网上细胞团。利用免疫荧光的 设计:以细胞及实验动物为对象观察实 方法,以Ⅷ因子标记物标记脑血管内皮细胞, 验。 用nestin标记神经干细胞,检测共移植体。 单位:佳木斯大学神经科学研究所。 动物分组及模型制作:模型制备主要采用 材料:实验于1996—01/1996—12在佳木 周锡英等【 】方法。模型制备完成后大鼠虽然有 斯大学神经科学所完成。同一基因背景Wistar 脑缺血症状,但伴下列情形之一的不纳入:神 大鼠,体质量300~350 g,雄性,6月龄,购自 经学症状评分低于2分;取脑时发现蛛网膜下 哈尔滨医科大学实验动物学部。 腔出血;脑组织石蜡切片苏木精一伊红染色无 设计、实施、评估者:实验的设计及干预实 缺血病理改变;未到观察时相点便死亡的。凡 施为全部作者,经过正规培训。 因上述因素导致各实验组动物数不足预定数 方法:神经干细胞分离、培养、纯化及传 量者通过随机抽样原 ̄JJ+l-齐。共48只大鼠缺 代:取出生24 h内Wistar新生鼠,体积分数 血模型建立成功,将Wistar大鼠随机分为2 为0-75乙醇消毒,在超净工作台中,无菌操作 组:神经干细胞组(作为对照)、共移植体组,每 取材,在大小脑交界处将大脑皮质向上卷起, 组24只。两组再分别选择4个时间点3,7, 取出海马组织,在Hank’s缓冲液漂洗二三 14,60 d,每个时间点6只大鼠。 次,并移置预先加入适量完全培养液 5一溴脱氧尿苷嘧啶(Brdu)标记、共移植体 (DMEM/F12,2%B27,20 I ̄g/L EGF)的/J、瓶 直入和组织固定:共移植体(图1)由本实验组 中,剪成1 mm。左右的小块,吹打成细胞均 提供并鉴定。模型建立后3 d,神经干细胞组移 浆,用400目滤网过滤细胞均浆制成单细胞悬 植神经干细胞,共移植体组移植共移植体,各 沈阳1200邮政信箱1 10004 kf23385083@slna.com www.zglckf com 神经千细胞移植 治疗的临床应 用。最近的一些 研究发现,干细 胞的自我更新、 增殖分化主要依 赖于周围特殊的 微环境.即Niche (小生境),构建人 工神经干细胞 Niche可能有助 于提高移植后细 胞的长期存活。 3961 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 张 等.霜藿 是善 雩筠笔竺 !兰 竺 竺 植体对移人体内的神经干细胞有保护作用。 移植后14 d共移植体组中神经干细胞增殖比单 纯干细胞组明显增高,凋亡率显著下降,移植后60 d 时两组其增殖与凋亡率仍有差异。这可能由于共移植 体中的脑微血管内皮细胞和层黏连蛋白参与了缺血半 与神经干细胞组比较, P<0.05, P<0.01 暗区的血管的新生及血脑屏障的建立,这不仅为神经 干细胞的增殖提供了营养来源,而且抑制其凋亡。而单 纯神经干细胞的移植由于缺乏脑微血管内皮细胞的支 持,整合能力下降,血管重建和血脑屏障建立较慢,神 3讨论 神经干细胞在神经营养因子的调控下可分化成 某些类型的神经细胞,并对因缺血损伤造成的神经功 能丧失具有代偿和修复作用。 神经干细胞在体内和体外均能被诱导分化成神 经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,因此神经干细 胞的移植有望成为治疗多种中枢神经系统棘手疾病 的理想方法。现如今神经干细胞的基础资料如其存 活、增殖、分化及调空理论成为生命科学研究的首要 问题。尽管治疗缺血性脑损伤可采用激活内源性神经 干细胞和将神经干细胞植入脑的损伤部位两种方法, 但目前移植是最深入的研究治疗手段【 。 在实验中发现,在移植早期(3,7 d)时,移植人大 鼠缺血模型脑内的单纯神经干细胞组凋亡率明显高 于共移植体组,并且共移植体组中的神经干细胞有一 定的增殖,而单纯神经干细胞组增殖不明显,可能是 与脑缺血后早期,血流阻断,内稳态失衡,炎症介质释 放,缺血半暗区神经干细胞生存的内环境遭到破坏有 关。单纯将神经干细胞植入缺血半暗区,使细胞营养 供应不足和细胞间微信号调节中断,使植入的神经干 细胞发生依赖于bax基因启动的凋亡和失巢凋亡, 神经干细胞的凋亡增加,而细胞增殖不明显。而共移 植体植入缺血半暗区后,脑微血管内皮细胞和层黏连 蛋白与神经干细胞相互作用,可进行细胞间信息交 流,极大地模拟体内环境。其中脑微血管内皮细胞可 分泌一些可溶性细胞因子,如胰岛素样生长因子、脑 微血管内皮细胞生长因子等能促进神经干细胞的增 殖[6,7,13-1 51,抑制其凋亡【 。在体内层黏连蛋白除对神 经干细胞有保护作用减少其凋亡外【伺,层黏连蛋白还 模拟类神经生长因子的营养神经的作用,促进神经干 细胞增殖【伺。通过模拟小生境也可以解决失巢凋亡的 发生【’ ,侧。 同时实验也发现,移植早期也是细胞凋亡的高峰, 无论是单纯神经干细胞组,还是共移植体组都如此,这 可能还与炎症反应、免疫等因素有关。但共移植体组神 经干细胞凋亡仍少于单纯神经干细胞移植,说明共移 沈阳12o0邮政信箱110004 klZaaS ̄@=re.∞m ww l ∞m 经干细胞的增殖及凋亡率变化不明显。 总之,神经干细胞增殖有赖于其生存的环境,共移 植体可以减少移植后的失巢凋亡,也可通过加快整合 来减少细胞凋亡,促进干细胞的增殖。共移植体既有利 于缺血早期移植神经干细胞的存活、增殖,抑制其凋 亡,又有利于移植人脑缺血大鼠模型的神经干细胞长 期存活和增殖。共移植体抑制神经干细胞凋亡及促增 殖的作用机制还有待于进一步研究。 4参考文献 1 Haas S.Weidner N.Winkler J.Adult stem cell theraPY in stroke. 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