神经干细胞与脑血管病课件

神经干细胞与脑血管病神神经经干干细细胞与胞与脑脑血管病血管病1干 细 胞干干 细细 胞胞21、干细胞 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞1、干细胞、干细胞32、干细胞分类胚胎干细胞:指胚胎早期的干细胞。这类干细胞分化潜能宽,具有分化为机体任何组织细胞的能力成体干细胞:指成体各组织器官中的干细胞,成体干细胞具有自我更新能力,但分化潜能窄,只能分化为相应(或相邻)组织器官组成的细胞2、干细胞分类、干细胞分类43、干细胞的自稳定性指干细胞可在个体生命过程中自我更新并维持其自身数目恒定干细胞的自稳定性是区别肿瘤细胞的本质特征细胞通过其特有的分裂方式维持自稳定性3、干细胞的自稳定性、干细胞的自稳定性54、干细胞的分裂方式干细胞有对称与不对称两种分裂方式对称分裂：干细胞 分裂干细胞干细胞对称分裂：干细胞 分裂分化细胞分化细胞不对称分裂：干细胞 干细胞分化细胞分裂4、干细胞的分裂方式对称分裂：干细胞、干细胞的分裂方式对称分裂：干细胞 分裂干细胞对称分裂：干分裂干细胞对称分裂：干6不对称分裂的结果使两个子细胞一个成为功能专一的分化细胞;另一个保持干细胞的特征使机体对干细胞的调控更灵活,以习惯机体的生理变化要求机体对干细胞分裂的调控更精确,以保持干细胞数目恒定4、干细胞的分裂方式不对称分裂的结果使两个子细胞一个成为功能专一的分化细胞不对称分裂的结果使两个子细胞一个成为功能专一的分化细胞;另一另一75、干细胞的分化潜能 依照其分化潜能大小,干细胞可分为三类全能干细胞多能干细胞专能干细胞5、干细胞的分化潜能、干细胞的分化潜能 依照其分化潜能大小依照其分化潜能大小,干细胞可分为三类全干细胞可分为三类全8(1)全能干细胞(胚胎干细胞)具有形成完整个体的分化潜能如胚胎干细胞(ES)具有特别强的分化能力,可无限增殖并分化为全身200多种细胞类型,及机体的各种组织、器官(1)全能干细胞全能干细胞(胚胎干细胞胚胎干细胞)9(2)多能性干细胞多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能,但失去了发育成完整个体的能力如骨髓多能造血干细胞,它可分化出至少十二种血细胞,但不能分化出造血系统以外的其它细胞(2)多能性干细胞多能性干细胞10(3)专能干细胞(成体干细胞)专能干细胞(也称单能、偏能干细胞),这类干细胞只能向一种类型或紧密相关的两种类型的细胞分化如上皮组织基底层的干细胞、肌肉中的成肌细胞(卫星细胞)(3)专能干细胞专能干细胞(成体干细胞成体干细胞)116、干细胞的转分化和去分化(1)干细胞的转分化 一种组织类型的干细胞在适当条件下分化为另一种组织类型的细胞的过程称干细胞的转分化(2)干细胞去分化一种干细胞向其前体细胞逆向转化称干细胞去分化 干细胞转分化和去分化表明成体干细胞被移植入受体中具有特别强的可塑性,为干细胞治疗提供了估计6、干细胞的转分化和去分化、干细胞的转分化和去分化(1)干细胞的转分化干细胞的转分化12神经干细胞 神经干细胞神经干细胞 13传统观点:神经细胞无再生能力。新发现:中枢神经系统中部分细胞仍具有自我更新及分化产生各种神经细胞的能力,这些细胞被称为神经干细胞。传统观点传统观点:神经细胞无再生能力。神经细胞无再生能力。141992年Rynolds和Weiss首先从成体小鼠侧脑室旁膜下的神经组织中分离并培养了神经干细胞Svendsen等用同样的方法从人的胚胎中分离出神经干细胞1992年年Rynolds和和Weiss首先从成体小鼠侧脑室旁膜首先从成体小鼠侧脑室旁膜15(1)胚胎来源在发育过程中,哺乳动物中枢神经系统的大部分区域都存在神经干细胞,如大脑皮层、嗅球、脊髓及海马等部位这是由于发育中的组织具有较多的具有分化潜能的神经前体细胞1、神经干细胞的来源(1)胚胎来源胚胎来源1、神经干细胞的来源、神经干细胞的来源16(2)成年来源海马齿状回下分子层和前脑的室管膜下区是2个神经干细胞聚集区嗅球、小脑、脑干、脊髓和视网膜等部位也已分离培养出神经肝细胞NSC在成年哺乳动物的脑内广泛存在1、神经干细胞的来源(2)成年来源成年来源1、神经干细胞的来源、神经干细胞的来源17(3)其它来源诱导胚胎干细胞向NSC分化诱导少突胶质细胞的前体细胞逆向分化为NSC诱导骨髓间充质干细胞分化为NSC通过基因操作使胚胎NSC获得永生化1、神经干细胞的来源(3)其它来源其它来源1、神经干细胞的来源、神经干细胞的来源182、神经干细胞的特点缺乏神经系统分化的标志具有自我更新及增殖的能力具有多种细胞分化的潜能,可分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞以及它们的前体细胞2、神经干细胞的特点缺乏神经系统分化的标志、神经干细胞的特点缺乏神经系统分化的标志19(1)nestin,巢蛋白属于第类中间丝蛋白仅在胚胎早期神经上皮表达,出生后停止表达在神经前体细胞最先表达,一旦神经前体细胞朝向终末方向分化成神经元和胶质细胞(如星形胶质细胞)时,nestin便停止表达3、神经干细胞的标志物(1)nestin,巢蛋白巢蛋白3、神经干细胞的标志物、神经干细胞的标志物20(2)vimentin,波形蛋白属于第类中间丝蛋白表达起始于神经迁移完成时分化完成后表达下降3、神经干细胞的标志物(2)vimentin,波形蛋白波形蛋白3、神经干细胞的标志物、神经干细胞的标志物21(3)Musashi1RNA结合蛋白最先在果蝇中发现,是果蝇感受神经前体细胞不对称分裂所必需的蛋白选择性地在各种哺乳类动物的神经干细胞/祖细胞表达在维持干细胞状态和分化中发挥重要的作用被作为哺乳类神经干细胞的标志蛋白3、神经干细胞的标志物(3)Musashi13、神经干细胞的标志物、神经干细胞的标志物22(4)CD133又称AC133,是相对分子量为120kD五次跨膜的糖基化多肽最早由Miraglia等1997年报道为一种新的细胞表面抗原,表达于人的造血干细胞表面分选的CD133阳性的胚胎来源的脑细胞能增殖形成细胞球,而CD133阴性的细胞不能形成细胞球3、神经干细胞的标志物(4)CD1333、神经干细胞的标志物、神经干细胞的标志物23(5)GFAP,胶质纤维酸性蛋白属于第类中间纤维星形胶质细胞的标志蛋白位于室管膜下区的细胞表达GFAP,显示出神经干细胞的特性3、神经干细胞的标志物(5)GFAP,胶质纤维酸性蛋白胶质纤维酸性蛋白3、神经干细胞的标志物、神经干细胞的标志物244、神经干细胞的增殖与分化基因调控细胞因子甲状腺激素与维甲酸神经细胞黏附分子其他4、神经干细胞的增殖与分化基因调控、神经干细胞的增殖与分化基因调控25基因调控(1)bHLH基因家族主要包括Neurogenine1、Neurogenine2和Mash1Neurogenine1和Neurogenine2促进神经干细胞向神经元方向分化,同时抑制其向胶质细胞分化Mash1促进神经干细胞向神经元前体细胞分化基因调控基因调控(1)bHLH基因家族基因家族26(2)Notch基因Notch基因编码一个3 105的跨膜蛋白Notch蛋白通过两种类型细胞间作用起局部调控功能:侧方抑制信号和诱导性信号Notch蛋白的作用为抑制干细胞向神经元方向分化,并促进向胶质方向分化基因调控(2)Notch基因基因调控基因基因调控27(3)PTEN基因抑癌基因PTEN基因敲除小鼠的脑体积显著增长,海马和小脑出现分层结构混乱PTEN基因对NSC的增殖起负向调节作用基因调控(3)PTEN基因基因调控基因基因调控28(1)表皮生长因子(EGF)家族EGF是促有丝分裂因子促进神经干细胞的增殖EGF多诱导NSC向星形胶质细胞分化细胞因子(1)表皮生长因子表皮生长因子(EGF)家族细胞因子家族细胞因子29(2)纤维生长因子(FGF)家族FGF家族在胚胎期和成年期的中枢神经系统和周围神经系统发育中都有表达FGF1和FGF2发挥主要作用可刺激干细胞增殖诱导干细胞分化的作用与FGF的浓度有关,高剂量能够刺激产生神经元和少突胶质细胞,低剂量只产生神经元细胞因子(2)纤维生长因子纤维生长因子(FGF)家族细胞因子家族细胞因子30(3)转化生长因子(TGF-)超家族主要包括活化素、骨形成蛋白家族(BMPs)、白细胞抑制因子(LIF)和血小板源生长因子(PDGF)活化素仅影响细胞系的增殖,不影响分化BMP4可诱导NSC向星形胶质细胞分化LIF可促进NSC的分化PDGF可减少干细胞分化为成熟神经元的数量细胞因子(3)转化生长因子转化生长因子(TGF-)超家族细胞因子超家族细胞因子31通过细胞内核受体发挥作用3表达水平增加可诱导小脑区域前体神经元的分化RA可增加NSC向神经元前体细胞的分化甲状腺激素(T3)和维甲酸(RA)通过细胞内核受体发挥作用甲状腺激素通过细胞内核受体发挥作用甲状腺激素(T3)和维甲酸和维甲酸(RA)32神经细胞黏附分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)是细胞外基质的一种成分,介导细胞间的接触,调节神经迁移、轴突生长和基因表达等过程抑制NSC的增殖诱导NSC向神经元方向分化神经细胞黏附分子神经细胞黏附分子神经细胞黏附分子(neural cell adhesion 33GABA在早期神经系统发育中调节神经前体细胞的增殖和神经元的迁移、存活和分化谷氨酸能够抑制皮质前体细胞增殖而促进细胞分化血管活性肠肽(VIP)和垂体腺苷酸环化酶活性肽(PACAP)具有促进NSC增殖作用其他因素GABA在早期神经系统发育中调节神经前体细胞的增殖和神经元的在早期神经系统发育中调节神经前体细胞的增殖和神经元的34神经干细胞的治疗作用包括:替代治疗,用分化得到的神经元细胞或者胶质细胞来代替损伤或者变性的细胞转基因治疗,通过转基因的神经干细胞释放神经营养因子,来促进神经再生,释放肿瘤杀伤因子,遏制肿瘤生长作为基因载体,与病毒媒介结合后,发挥治疗作用5、神经干细胞的应用神经干细胞的治疗作用包括神经干细胞的治疗作用包括:5、神经干细胞的应用、神经干细胞的应用35NSC移植治疗的主要途径利用体外分离培养的NSC直截了当移植利用NSC系进行移植通过目的基因修饰后移植通过神经营养因子原位诱导NSC增殖、分化NSC移植治疗的主要途径移植治疗的主要途径36体外培养的NSC作为移植供体的优点(1)在可控制的培养条件下,实现快速体外扩增以满足移植所需的细胞数量(2)可依照拟移植部位的细胞类型及细胞结构特异性,在体外使其分化成与受者部位细胞类型及构成相似的细胞群体后再行移植(3)可低温冻存,复苏后仍能维持原来的生物学特性,故可构建NSC库,源源不断地供应细胞体外培养的体外培养的NSC作为移植供体的优点作为移植供体的优点(1)在可控制的培养条件下在可控制的培养条件下37(4)可来源于受体自身,结构上易与宿主固有组织整合而无免疫反应(5)具有潜在的迁移能力,能在脑实质内弥散较远的距离到达靶部位(6)在中枢神经系统中不受血 脑屏障限制,以稳定直截了当的方式运送基因产物或替换无功能神经细胞体外培养的NSC作为移植供体的优点(4)可来源于受体自身可来源于受体自身,结构上易与宿主固有组织整合而无免疫反结构上易与宿主固有组织整合而无免疫反38NSC基因治疗的作用机制(1)低免疫源性与自我更新NSC不表达成熟细胞抗原,具有低免疫源性,较少发生异体排斥反应,因而有助于长期存活,是基因治疗较理想的载体转染了治疗基因的NSC植入后可表达基因产物,从而达到治疗目的通过不对称分裂增殖,自我更新,使NSC载体在表达外源性基因同时,能修复肿瘤组织侵蚀的正常脑组织NSC基因治疗的作用机制基因治疗的作用机制(1)低免疫源性与自我更新低免疫源性与自我更新39(2)迁移能力参与病变部位神经结构和功能的修复迁移追踪肿瘤细胞,释放特定基因产物(3)良好的组织融合性移植后的NSC可透过血脑屏障至脑实质中,与宿主细胞在细胞形态结构和功能上形成初步的良好融合,使外源性基因高效稳定表达,而达到治疗作用NSC基因治疗的作用机制(2)迁移能力迁移能力NSC基因治疗的作用机制基因治疗的作用机制40神经干细胞治疗神经系统疾病的研究神经系统变性疾病帕金森病阿尔茨海默病亨廷顿病脑血管病脑梗死脑出血神经系统损伤脊髓损伤脑外伤神经系统肿瘤遗传代谢性疾病粘多糖综合症神经节苷脂沉积症-神经干细胞治疗神经系统疾病的研究神经系统变性疾病神经系统损伤神经干细胞治疗神经系统疾病的研究神经系统变性疾病神经系统损伤41(1)帕金森病Nishino等将神经干细胞植入大鼠帕金森病模型纹状体中,发现植入的神经干细胞可分化为多巴胺能神经元,半数以上的模型动物症状缓解Anton等通过转染了酪氨酸羟化酶(TH)基因的神经干细胞提供TH,可补偿帕金森病的多巴胺缺失Akerud等采纳从人胚胎的腹侧中脑内分离出黑质细胞植入PD病人脑中,发现有一半以上的病人症状明显改变而且效果持续存在(1)帕金森病帕金森病Nishino等将神经干细胞植入大鼠帕金森病模等将神经干细胞植入大鼠帕金森病模42Wang等用胚胎干细胞来源的胆碱能神经干细胞移植到小鼠AD模型大脑,结果显示胆碱能神经干细胞进入损伤区,向胆碱能神经元细胞分化Gray将NSC注射入阿尔茨海默病模型动物脑内,观察到有胆碱能神经元表型和胶质细胞表型且实验动物认知功能恢复(2)阿尔茨海默病Wang等用胚胎干细胞来源的胆碱能神经干细胞移植到小鼠等用胚胎干细胞来源的胆碱能神经干细胞移植到小鼠AD模模43Brasted等将神经干细胞植入亨廷顿病大鼠模型脑内,使大鼠受损的运动习性重新恢复,表明亨廷顿病动物植入的神经干细胞可在脑内形成功能性连接,对促进亨廷顿病症的改善具有一定的作用Freeman等利用神经干细胞移植治疗人类亨廷顿病,病人症状和体征改善,组织学显示移植细胞替代了受损细胞并部分重建了神经元间的联系(3)亨廷顿病Brasted等将神经干细胞植入亨廷顿病大鼠模型脑内等将神经干细胞植入亨廷顿病大鼠模型脑内,使大鼠使大鼠44Jin等发现脑缺血能够促使大鼠海马齿状回和室管膜的NSC增殖Park等将NSC移植到缺血性脑损伤的小鼠脑中,NSC显示强烈的移植物外源基因表达,并分化为损伤缺失的神经细胞Kondziolka等将人的NSC体外分化为神经元并移植到12例脑卒中患者的基底节。术前、术后的神经功能、PET和MRI检查结果表明NSC移植是安全的,6例患者的神经功能明显改善,PET扫描显示梗死部位的代谢活动增强(4)脑梗死Jin等发现脑缺血能够促使大鼠海马齿状回和室管膜的等发现脑缺血能够促使大鼠海马齿状回和室管膜的NSC增殖增殖45Nonaka等用全反式维甲酸诱导胚胎干细胞分化为神经干细胞,注射到脑出血大鼠模型的对侧侧脑室内,28后在出血腔周围看到胚胎干细胞来源的神经元细胞和星形胶质细胞,神经元在侧脑室室管膜下区形成细胞结节Jeong等发现,通过静脉移植的神经干细胞选择性地移行到大鼠脑血肿周围,分化为神经元细胞(约10%)和星形胶质细胞(约75%)(5)脑出血Nonaka等用全反式维甲酸诱导胚胎干细胞分化为神经干细胞等用全反式维甲酸诱导胚胎干细胞分化为神经干细胞,46McDonald等将NSC注入大鼠胸髓损伤模型,2周后分化成少突胶质细胞、星形胶质细胞和神经元,并发现后肢部分负重与协调能力恢复Iwanami等将体外扩增的人NSC移植到损伤后9的狨猴脊髓,8周后分化为神经元、星形胶质细胞和少枝胶质细胞,损伤腔减小,同时运动功能明显增强(6)脊髓损伤McDonald等将等将NSC注入大鼠胸髓损伤模型注入大鼠胸髓损伤模型,2周后分化成周后分化成47Riess等对颅脑损伤的动物进行NSC移植治疗,发现NSC能分化为神经元并改善实验动物的运动功能Wennersten等在成年大鼠单侧顶叶皮质脑挫伤后,马上将人NSC移植到损伤附近,2周和6周后,移植细胞出现在损伤区域周围、海马、胼胝体和同侧的室管膜下区,双重染色显示分化为神经元细胞和星形胶质细胞(7)脑外伤Riess等对颅脑损伤的动物进行等对颅脑损伤的动物进行NSC移植治疗移植治疗,发现发现NSC能能48Be nedetti 将转染IL-4的鼠NSC注入的鼠胶质瘤模型发现,动物生存期明显延长,肿瘤体积明显缩小Abody等利用NSC做载体,转导胞嘧啶脱氨酶基因后治疗颅内胶质瘤模型动物,发现能有效的将5-Fc转变为5-Fu,80%的肿瘤细胞被杀灭,同时NSC还能追踪向正常组织浸润的肿瘤细胞(8)中枢神经系统肿瘤Be nedetti 将转染将转染IL-4的鼠的鼠NSC注入的鼠胶质瘤注入的鼠胶质瘤49Buchet等将转导-葡糖苷酸酶基因的NSC注射到粘多糖综合症新生鼠体内,结果发现-葡糖苷酸酶活性在整个中枢神经轴表达,治疗组动物能长大成熟,而非治疗对比组动物在成熟前全部死亡Lacorazza等的研究表明:将NSC移植入神经节苷脂沉积症小鼠脑内后,能表达-氨基己糖酶8周以上并增加酶的活性,脑内部分区域神经节苷脂的贮积减少(9)遗传代谢性疾病Buchet等将转导等将转导-葡糖苷酸酶基因的葡糖苷酸酶基因的NSC注射到粘多糖综注射到粘多糖综50神经干细胞与脑梗死神经干细胞与脑梗死神经干细胞与脑梗死511、外源性NSC治疗脑梗死2、内源性NSC治疗脑梗死3、诱导造血干细胞转分化治疗脑梗死4、我们的工作1、外源性、外源性NSC治疗脑梗死治疗脑梗死521、外源性NSC治疗脑梗死1、外源性、外源性NSC治疗脑梗死治疗脑梗死531997年,Mattsson,B 等从妊娠17天的大鼠胚胎新皮质取出脑组织,移植入局灶性缺血7天的大鼠病灶内,发现移植物能够在脑内存活,并改善动物的神经系统功能;但需要严格的控制饲养条件2001年,Riolobos,A S等将大鼠胚胎的脑组织移植入脑梗死模型的脑组织后,对患侧肢体进行强制性训练,结果运动能力得到一定改善,荧光示踪显示移植细胞可向宿主脑内迁移;但未进行训练组未见改善说明:胚胎脑组织移植能够改善脑梗死大鼠模型的神经功能,但需要特别的饲养条件和功能训练胚胎脑组织移植治疗脑梗死1997年年,Mattsson,B 等从妊娠等从妊娠17天的大鼠胚胎天的大鼠胚胎54脐带血干细胞移植治疗脑梗死2001年,Chen J等将人脐带血细胞经尾静脉注入大脑中动脉梗死的大鼠体内,14天后发现其神经功能明显改善2004年,Vendrame M等通过实验发现,静脉给予人脐带血细胞能够改善脑梗死大鼠模型的神经功能,减小梗死灶体积,且其效果呈剂量依赖性 说明脐带血干细胞移植能够促进脑梗死动物模型功能恢复,且能够通过静脉输入脐带血干细胞移植治疗脑梗死脐带血干细胞移植治疗脑梗死2001年年,Chen J等将人脐带等将人脐带552001年,Veizovic等将胚胎鼠来源的永生化神经上皮细胞系直截了当植入大脑中动脉梗死大鼠的病灶内,发现肢体运动功能显著改善2002年,Modo,M、等将相同细胞系植入大脑中动脉梗死大鼠的侧脑室内,结果发现大鼠的认知功能显著改善说明同种胚胎源性NSC能够改善脑梗死大鼠的神经功能,但不同位置的植入效果不同同种胚胎源性NSC移植治疗脑梗死2001年年,Veizovic 等将胚胎鼠来源的永生化神经上皮细等将胚胎鼠来源的永生化神经上皮细562003年,Jeong 等将人NSC经静脉注入脑梗死大鼠模型体内,结果显示神经功能显著改善2004年,Kelly等将人NSC直截了当注入大鼠脑梗死模型的大脑皮层,可见NSC在宿主脑内存活,并迁移分化为神经元和神经胶质细胞说明异种胚胎源性NSC亦能够在大鼠脑内分化为神经细胞,并改善宿主的神经功能异种胚胎源性NSC移植治疗脑梗死2003年年,Jeong 等将人等将人NSC经静脉注入脑梗死大鼠模型经静脉注入脑梗死大鼠模型572003年,Zhang ZG等首次从成年大鼠的侧脑室下区分离培养出NSC,采纳强磁性标记后植入脑梗死大鼠模型的脑池内,利用磁共振示踪观察NSC的迁移情况,结果显示:NSC能够定向向梗死灶内迁移,增殖分化为神经元和胶质细胞,代替缺失的神经组织大鼠的神经功能明显改善说明,成年来源的NSC同样能够对脑梗死动物模型起到治疗作用成年来源的NSC移植治疗脑梗死2003年年,Zhang ZG等首次从成年大鼠的侧脑室下区分离等首次从成年大鼠的侧脑室下区分离582、内源性NSC治疗脑梗死2、内源性、内源性NSC治疗脑梗死治疗脑梗死59脑梗死后的神经再生2001年,Kee NJ等通过阻断双侧颈动脉造成大鼠的全脑缺血模型,1周后齿状回的神经干细胞数目为正常水平的2到3倍;2周后,60%的新生细胞分化为CRMP-4阳性的幼稚细胞;5周后,60%的新生细胞分化为钙结合蛋白(calbindin)阳性的成熟细胞2001年,Arvidsson A等通过阻断一侧大脑中动脉2小时,造成局灶性脑梗死模型,5周后,免疫荧光显示NeuN 和BrdU阳性的NSC数目显著增加提示:全脑和局灶性大脑缺血,均可直截了当刺激脑内NSC的增生脑梗死后的神经再生脑梗死后的神经再生2001年年,Kee NJ等通过阻断双侧颈动等通过阻断双侧颈动602002年,Arvidsson A等在大脑中动脉阻塞造成的脑梗死大鼠模型中发现:侧脑室下区NSC大量增生,并向基底节区迁移6周内80%的新生细胞相继发生死亡仅有0、2%的损伤细胞得到新生细胞的替代修复提示:单纯依靠机体的自身反应产生的NSC增殖、分化尚远不足以修复梗死造成的神经细胞缺失脑梗死后的神经再生2002年年,Arvidsson A等在大脑中动脉阻塞造成的脑等在大脑中动脉阻塞造成的脑612002年,Nakatomi H等向全脑缺血大鼠脑梗死模型的脑室内注射EGF和FGF,结果显示:海马区的NSC数目显著增加,并分化为颗粒细胞大鼠的神经功能,尤其是空间定位能力得到明显改善说明:EGF和FGF能够在体内促进内源性NSC增殖、分化为功能性神经细胞,改善大鼠的缺血性损伤神经生长因子诱导的内源性NSC增殖2002年年,Nakatomi H等向全脑缺血大鼠脑梗死模型的等向全脑缺血大鼠脑梗死模型的622003年,Sun Y等在大脑中动脉阻塞造成大鼠脑梗死后1-3天,通过侧脑室给予VEGF,结果发现:侧脑室下区和齿状回NSC的存活数目增加缺血半暗带的血管显著增生梗死灶体积明显减小大鼠神经功能明显改善说明:VEGF能够通过多种途径促进梗死后神经的再生和修复神经生长因子诱导的内源性NSC增殖神经生长因子诱导的内源性神经生长因子诱导的内源性NSC增殖增殖632002年,Sun Y等将载有BDNF基因的重组腺病毒注入大鼠脑梗死模型的海马区,结果发现:BDNF在宿主脑内能够大量表达内源性神经干细胞的数量较对造组减少大鼠的神经功能未见明显改善说明:外源性BDNF对大鼠内源性NSC的增殖有抑制作用神经生长因子诱导的内源性NSC增殖2002年年,Sun Y等将载有等将载有BDNF基因的重组腺病毒注入大基因的重组腺病毒注入大642002年,Ehrenreich H等选择13发病8小时以内的脑梗死病人,在第1-3天给予EPO静脉注射,结果发现:病人脑脊液内EPO水平达到对比组的60-100倍一个月后,病人神经功能明显优于对比组颅脑MRI现实梗死灶体积显著减小未见明显副作用出现提示:EPO能够促进急性脑梗死病人的恢复神经生长因子诱导的内源性NSC增殖2002年年,Ehrenreich H等选择等选择13发病发病8小时以内小时以内652004年,Wang L等通过体外试验证明,EPO能够促进养的NSC分化为神经元和血管上皮细胞;同时将EPO注入脑梗死大鼠的腹腔内,结果发现:梗死灶周围内的NSC明显增殖,并分化为神经细胞大鼠脑内的VEGF和BDNF水平显著升高大鼠的神经功能显著改善说明:EPO能够通过促进VEGF和BDNF的分泌促进NSC的增殖,对大鼠脑梗死起到治疗作用神经生长因子诱导的内源性NSC增殖2004年年,Wang L等通过体外试验证明等通过体外试验证明,EPO能够促进养能够促进养66内源性NSC治疗的优点不使用胚胎NSC可避开伦理学责难NSC的来源稳定可靠无免疫源性,供体源于受体自身具有正常NSC自我更新、多潜能分化功能治疗操作简便,仅需激活呈静息态的NSC内源性内源性NSC治疗的优点不使用胚胎治疗的优点不使用胚胎NSC可避开伦理学责难可避开伦理学责难67幸免内环境的紊乱与异种NSC相比,无动物致病基因存在估计成瘤性较同种异体的NSC降低,较异种更为显著缩短治疗时程,节约治疗费用能够像使用药物一样使用内源性NSC,有利于制定合理的治疗规范或指南内源性NSC治疗的优点幸免内环境的紊乱内源性幸免内环境的紊乱内源性NSC治疗的优点治疗的优点683、诱导造血干细胞转分化治疗脑梗死3、诱导造血干细胞转分化、诱导造血干细胞转分化治疗脑梗死治疗脑梗死69造血干细胞向NSC的诱导分化造血干细胞(haemopoietic stem cell,HSC)来源于骨髓HSC具有分化为多种基质细胞的能力,包括骨、软骨、脂肪、肌腱以及其他结缔组织HSC具有转分化为肌细胞和肝细胞等组织细胞的能力HSC能够转分化为NSC造血干细胞向造血干细胞向NSC的诱导分化造血干细胞的诱导分化造血干细胞(haemopoiet70Sugaya等在体外将HSC与分化的NSCNSC共同培养,发现HSCHSC能够转分化为NSC,NSC,进而分化为神经元和胶质细胞提示:HSCHSC可在分化的NSCNSC诱导下转分化为NSCNSC造血干细胞向NSC的诱导分化Sugaya等在体外将等在体外将HSC与分化的与分化的NSC共同培养共同培养,发现发现HS712000年,Mezey E等直截了当将HSC注入成年大鼠的侧脑室,免疫组化显示:HSC能够在CNS内增殖,并表达神经细胞特异性抗原HSC来源的细胞能够在CNS内迁移提示:HSC可在脑内转分化为NSC造血干细胞向NSC的诱导分化2000年年,Mezey E等直截了当将等直截了当将HSC注入成年大鼠的侧注入成年大鼠的侧72外源性HSC治疗脑梗死2001年,Chen J等从成年大鼠体内提取骨髓基质细胞(MSC),体外培养后,直截了当注入脑梗死大鼠模型的梗死灶周围,结果显示:MSC在大鼠脑内增殖并转分化为神经元表型的细胞大鼠的运动功能和感受功能及NSS评分均明显优于对比组说明:成体MSC脑内移植向NSC转分化对脑梗死具有治疗作用外源性外源性HSC治疗脑梗死治疗脑梗死2001年年,Chen J等从成年大鼠体等从成年大鼠体73外源性HSC治疗脑梗死同年,Chen J等又将从成年大鼠体内提取MSC,体外培养后,分别经静脉和颈动脉注入脑梗死大鼠模型体内,结果均显示:MSC能够迁移至大鼠脑内增殖并转分化为神经元表型的细胞大鼠的神经功能均明显优于对比组说明:成体MSC经周围血管移植向NSC转分化对脑梗死具有治疗作用外源性外源性HSC治疗脑梗死同年治疗脑梗死同年,Chen J等又将从成年大鼠体内等又将从成年大鼠体内74外源性HSC治疗脑梗死2004年,Taguchi A等从人脐带血提取CD34+的HSC,经静脉注入免疫抑制的大鼠脑梗死模型体内,发现:梗死灶内新生血管增生神经元样细胞增殖、迁移至病灶内大鼠神经功能明显改善说明:脐带血来源的HSC经周围血管移植向NSC转分化对脑梗死具有治疗作用外源性外源性HSC治疗脑梗死治疗脑梗死2004年年,Taguchi A等从人脐等从人脐752003年,Schabitz WR等发现G-CSF能够减轻谷氨酸对体外培养NSC的损伤;同时,他们把G-CSF通过静脉注入大鼠脑梗死模型的体内,发现:梗死灶体积较对比组减小47%神经系统功能明显改善提示:G-CSF对脑梗死大鼠具有神经保护作用内源性HSC治疗脑梗死2003年年,Schabitz WR等发现等发现G-CSF能够减轻谷能够减轻谷762003年,Willing AE等采纳G-CSF动员骨髓HSC至周围血中,提取分离后移植入大鼠脑梗死模型体内,结果显示:可见转分化的NSC增殖、分化,并向病灶出迁移大鼠神经功能明显改善说明:动员自体骨髓HSC,移植入体内转分化为NSC对脑梗死有治疗作用内源性HSC治疗脑梗死2003年年,Willing AE等采纳等采纳G-CSF动员骨髓动员骨髓HS772004年,吕传真等采纳线栓法治成大鼠脑梗死模型,然后给予G-CSF皮下注射,结果显示:HSC被动员至外周血,并能够向脑内迁移、分化为NSC梗死灶周围NSC和新生血管明显增多梗死灶体积明显减小大鼠神经功能明显改善说明:直截了当采纳G-CSF动员自体HSC向NSC转分化对脑梗死有治疗作用内源性HSC治疗脑梗死2004年年,吕传真等采纳线栓法治成大鼠脑梗死模型吕传真等采纳线栓法治成大鼠脑梗死模型,然后给予然后给予G782004年,Schabitz WR等在美国神经病学学会年会上宣布,一项正在进行的关于G-CSF治疗急性脑梗死的临床安全性试验,初步结果未见明显的副作用,对G-CSF治疗脑梗死的临床应用起到了一定的推动作用内源性HSC治疗脑梗死2004年年,Schabitz WR等在美国神经病学学会年会上等在美国神经病学学会年会上79我们的工作粒细胞集落刺激因子(G-CSF)与血管内皮生长因子(VEGF)对SAMP10小鼠作用研究 我们的工作我们的工作粒细胞集落刺激因子粒细胞集落刺激因子(G-CSF)与血管内皮生长因与血管内皮生长因80v观察联合应用G-CSF与VEGF诱导自体干细胞分化,治疗快速老化小鼠(SAMP10)的作用及其机制研究目的观察联合应用观察联合应用G-CSF与与VEGF诱导自体干细胞分化诱导自体干细胞分化,治疗快速治疗快速81v粒细胞集落刺激因子(graunlocyte colony-stimulating factor,G-CSF)是一种重要的造血生长因子,能与特异性受体结合,通过信号传导系统,调节粒系细胞的增殖与分化能够动员骨髓的造血干细胞(HSC)进入血液循环,进而向中枢神经系统迁移可促进NSC的增殖、分化具有神经保护作用立题依据粒细胞集落刺激因子粒细胞集落刺激因子(graunlocyte colony-s82vVEGF是一种分泌型的二聚体蛋白,是强有力的血管形成因子,可通过与受体结合,促进内皮细胞形成管腔 促进NSC的增殖、分化,与神经细胞的再生紧密相关VEGF能够促进脑内的血管生成,为NSC的增殖、分化提供良好的微环境VEGF能够通过可通过促进血管和神经胶质细胞增殖,以及抗凋亡发挥神经保护作用立题依据VEGF是一种分泌型的二聚体蛋白是一种分泌型的二聚体蛋白,是强有力的血管形成因子是强有力的血管形成因子,可可83v二者联合,能够动员自体骨髓内的造血干细胞和间充质干细胞进入血液,并迁移到脑内分化为NSC,NSC,同时诱导脑内的NSCNSC增殖;二者进一步分化为神经元和胶质细胞,代替缺失的神经细胞的功能,改善SAMP10 小鼠的神经功能立题依据二者联合二者联合,能够动员自体骨髓内的造血干细胞和间充质干细胞进入血能够动员自体骨髓内的造血干细胞和间充质干细胞进入血84v采纳SAMP10小鼠为研究对象,先后给与G-CSF和VEGF联合应用,观察小鼠给药前及给药后7天,21天,28天,56天 的行为学改变,同时行组织病理学观察,判断NSC的迁移、增殖及分化情况实验方法采纳采纳SAMP10小鼠为研究对象小鼠为研究对象,先后给与先后给与G-CSF和和VEGF85实验结果vMorris水迷宫试验显示,给药后小鼠的认知功能明显改善,且联合应用G-CSF和VEGF优于单用G-CSF实验结果实验结果Morris水迷宫试验显示水迷宫试验显示,给药后小鼠的认知功能明显给药后小鼠的认知功能明显86实验结果第7天水迷宫结果组别逃避潜伏期(s)G-CSFG-CSF单独干预组26、5022、16*G-CSFG-CSF和VEGFVEGF联合干预组12、6715、77*对比组46、8321、95与对比组比较*P0、05 实验结果第实验结果第7天水迷宫结果组别逃避潜伏期天水迷宫结果组别逃避潜伏期(s)G-CSF单独干单独干87实验结果第14天水迷宫结果组别逃避潜伏期(s)G-CSFG-CSF单独干预组21、1722、06*G-CSFG-CSF和VEGFVEGF联合干预组11、0010、26*对比组49、6716、52与对比组比较*P0、05 实验结果第实验结果第14天水迷宫结果组别逃避潜伏期天水迷宫结果组别逃避潜伏期(s)G-CSF单独单独88感谢您的聆听！感谢您的聆听！感感谢谢您的聆听！您的聆听！89