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目的:
1.探讨体外条件下大鼠胚胎源性神经干细胞的分离、培养和传代所需的条件,为神经干细胞的研究和移植提供依据。
2.建立成功的大鼠视神经损伤模型,并将神经干细胞移植入大鼠损伤的视神经中,观察其对视神经损伤的修复作用。
方法:
1.将孕14-16天的Wistar大鼠采用腹腔麻醉后,分离出胚胎鼠的大脑皮层和海马等脑组织,制成细胞悬液,在配置的无血清培养基(含表皮生长因子、碱性成纤维生长因子、B27等)中培养。观察不同时期神经干细胞并拍照记录其生长状况,绘制生长曲线,将所取得的神经干细胞连续传代,并将其诱导分化。采用免疫荧光方法对原代的神经干细胞和第三代神经干细胞以及诱导分化后的细胞也进行鉴定。
2.所有33只成年Wistar大鼠均为随机选取分组。其中3只为正常视神经组,3只为急性损伤组,余大鼠随机平均分为干细胞移植组、假移植组和空白对照组三组,每组大鼠数量相同。所有大鼠均分离出的右眼视神经,用动脉瘤夹在球后约2mm钳夹约15秒钟以损伤视神经,用F-V E P(闪光视觉诱发电位)检测以确定视神经急性损伤模型成功。在视神经损伤后立即用微量注射器将神经干细胞悬液按一定密度(1×106个/ml)缓慢注射入干细胞移植组大鼠视神经的受损部位;假移植组用等量的培养基代替神经干细胞悬液,处理方法与干细胞移植组相同;空白对照组大鼠仅造成视神经损伤,不采取治疗措施。于损伤前、急性损伤当时以及三组大鼠损伤后的第1、2、3周各取3只大鼠的视神经损伤部位行病理切片观察,同时取左侧视神经观察有无变化。
结果:
1.从胚胎大鼠的大脑皮质和海马等组织中可以分离出神经干细胞。倒置显微镜下见培养的细胞大部分呈球状、悬浮生长,细胞球呈亮白色,透光度好、细胞边界规则,细胞球中的单个细胞形态清晰。在无血清培养基中,神经干细胞可进行传代,传代后细胞仍呈球状、悬浮生长。神经干细胞球经免疫荧光检测,细胞表达nestin阳性。在有血清培养基中,神经干细胞可增殖并贴壁分化,分化后的细胞经免疫荧光检测可表达神经元、胶质细胞的特异性抗原。
2.大鼠正常的视神经病理切片可见结构清晰,神经纤维排列有序。钳夹法造成视神经急性损伤,可见损伤侧瞳孔变大,直接对光反射消失或迟钝,间接对光反射存在;F-VEP检测见P100的潜伏期明显延长,波幅明显降低;病理切片见神经纤维排列紊乱,局部神经纤维中断。干细胞移植组在移植神经干细胞1周后见损伤部位大部分神经纤维排列仍紊乱,多数细胞核呈崩解状态;假移植组和空白对照组的损伤段视神经结构更加紊乱,细胞结构不清。在损伤2周和3周的视神经切片可见:干细胞移植组在损伤部位仍有成形的细胞存在,并且该处细胞数目随术后时间延长而逐渐增多;而假移植组和空白对照组损伤部位的细胞结构更加模糊不清,随着时间延长细胞逐渐崩解,结构更加模糊。所有大鼠的左侧视神经均未见异常变化。
结论:
1.胚胎大鼠的大脑皮质、海马等脑组织中可分离出神经干细胞。在无血清培养基中神经干细胞呈球状悬浮生长,可长期传代并保持神经干细胞的特性。神经干细胞呈nestin阳性,在一定条件下可分化为神经元和神经胶质细胞。经纯化后的神经干细胞可以用于进一步的细胞移植实验。
2.应用钳夹法成功建立了大鼠视神经损伤模型。将神经干细胞移植入损伤的视神经中进行病理学观察发现,神经干细胞对视神经损伤有一定的修复作用。