第三讲----神经干细胞(2014)

神经干细胞生物学特征

6、多潜能分化


神经干细胞可以向神经元、星形胶质细胞和少突胶质 细胞分化的能力。 体外培养发现，分化环境中的细胞因子对神经细胞的 分化起到调节作用，因此可以在一定程度上控制其分 化的时间和方向。 随着对跨胚胎层分化调控机制的深入认识和争论，神 经干细胞的移植将更加丰富多彩。
神经干细胞生物学特征

7、良好的组织融合性：

脑室内移植的神经干细胞可以通过血脑屏障，迁徙至脑 实质中与宿主细胞在形态和功能上形成良好的整合。 神经干细胞与宿主神经组织的良好的融合性，确保了神 经干细胞的长存活，并真正达到功能修复的能力。


8、迁徙（migration）能力：对损伤和疾病的反应能力
迁徙是神经干细胞分化的必经阶段

发育中的神经干细胞只有迁移到特定的组织才能分化为 特殊功能的神经元 体外培养神经干细胞移植到宿主体内后，经过一定的时 间生长，移植细胞不仅可以存活，一定数量的细胞还可 以迁出移植区，与宿主组织建立联系。 神经干细胞具有迁徙能力，这使得在脑血管病的治疗中， 可以将神经干细胞移植到损伤区边缘
疗帕金森疾病，转导一种代谢性酶(β -葡萄苷酸酶)的基因用于治
疗粘多糖病等，利用神经干细胞作为基因治疗载体，弥补了病毒 载体的一些不足。
神经干细胞生物学特征

5、自我更新：
神经干细胞具有对称分裂及不对称分裂两种分裂方式， 从而保持干细胞库稳定。 克隆化的神经干细胞系，在无血清条件培养下，或经癌 基因转染后，可在体外传代达三年以上。 但经癌基因转染的神经干细胞在移植入体内后，其基因 表达在48小时后自动下调，未发现肿瘤形成的现象。
各类神经细胞的前体细胞--定向祖细胞
神经干细胞分类

根据存在部位分：
一、胚胎神经干细胞
1、来源
主要集中在嗅球、侧脑室室管膜区、室下区、海马、脊髓、 大脑和小脑皮质等7个部位。 但干细胞的数目和发育的模式在不同种属的动物中各不相 同。一般认为，并不是一群干细胞散布于多处，而是在不 同部位存在着不同的干细胞群。如有些干细胞依赖EGF而发 育，有些是FGF依赖神经干细胞，都具有自我新和多向分化 的能力。
（一） 内源性因素（基因） 1、促进NSC分化的基因--通过促进干细胞不对称分 裂促进干细胞分化。 如碱性螺旋-环-螺旋基因（bHLH基因家族）：
神经干细胞基础与进展
(neural stem cell，NSCs)
神经干细胞生物学特征
神经干细胞分离培养与鉴定 神经干细胞应用



1989年，Temple等从13天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进 行培养，发现这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。 其后从成年鼠纹状体、海马齿状回等处分离出能在体外不 断增殖，并具有向神经元和星形胶质细胞分化潜能的细胞 群。 20世纪90年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在 神经干细胞。 Mckay在1997年提出神经干细胞的概念；神经干细胞是 指具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能 力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群。
2、神经干细胞发育的时限性


胚胎神经干细胞来源：胚胎12-15天（鼠）
星形胶质细胞在胚胎16天可检测到
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少突胶质细胞主要发生在出生时，大量的胶 质细胞产生于出生后1个月；
神经元在胚胎胶质细胞分化之前得到充分分 化，至出生时基本完成; 细胞分化时空间隔，有利于神经网络的形成。


二、成年脑神经干细胞—处于静止状态

神经干细胞生物学特征

4、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，具有 低免疫源性，因此在移植后相对较少发生异体排斥反应，有利于
其存活 -----基因治疗的载体

目前神经多能干细胞被用于体外基因转导实验：转导报告基因 (LacZ基因)，转导神经递质合成酶(酪氨酸羟化酶)的基因用于治
NSE染色呈阳性神经元
GFAP染色阳性星形胶质细胞
3、神经干细胞生长方式

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(主要形式) ,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。
1、位置：
（缺血）
三、神经嵴干细胞
为外周神经干细胞， 可发育为外周神经 细胞、神经内分泌 细胞和Schwann氏 细胞，也能分化为 色素细胞 (pigmented cell)和 平滑肌细胞等。
神经干细胞生物学特征
。
1、形态
无血清培养：球型，悬浮生长
（含EGF，bFGF等） 有血清培养：贴壁分化为成熟神经细胞
脑区，在脊髓无EGF依赖神经球出现
产生细胞 不产生神经嵴和PNS细胞 分化速率 慢 快
产生PNS和神经嵴细胞
此外，各类限制性前体细胞还具不同的表面抗原特性
神经干细胞生物学特征
2、神经干细胞的特异性标志
2、神经干细胞的特异性标志 musashi
缺乏神经系统分化的标志如：神经元特异烯醇化酶 （NSE），胶质纤维酸性蛋白（GFAP)等。
神经干细胞分类
根据分化潜能及产生子细胞种类不同分类 1）神经管上皮细胞----胚第3周 分裂能力最强，只存在胚胎时期，可以产生成神经细胞和 成胶质细胞
神经细胞\神经胶质 的分化与成熟

2）神经母细胞
成年人体中主要存在的神经干细胞，可以产生神
经前体细胞和神经元和各类神经胶质细胞.

3）神经前体细胞
CNS在不同区域可能有形态的多样性和 不同的生物学特征。
EGF依赖神经球细胞
生长方式 悬浮式生长
FGF依赖神经上皮干细胞
贴壁生长或悬浮生长 发育中期（大鼠E10.5/小鼠E8.5）
发生时间 发育后期（E14.5天后)
依赖生长因子 依赖EGF发育
表达受体 分布 EGFR
依赖FGF发育
不表达EGFR 整个发育期脊髓均 有FGF依赖干细胞

神经干细胞迁移模式： 1、放射状迁移：以辅助细胞的放射状胶质为引导， 沿突起前进（大部分以此方式） 2、正切迁移：不需要帮助，直接迁移到达目的地 （14%以此途径）
神经干细胞迁移机制：细胞因子影响 ---NRG（neurogulin/gliagrowth factor） slit/ephrin
神经干细胞分化的调控