第三講神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞

目前一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點

一、神經(jīng)元目前二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點目前三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點脊椎動物的神經(jīng)細胞結(jié)構(gòu)目前四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點神經(jīng)細胞及其組成成分目前五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點

二、神經(jīng)膠質(zhì)細胞目前六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點數(shù)量多，沒有傳導(dǎo)功能。腦內(nèi)含量比較：果蠅-25%

嚙齒類-65%

人類-90%（與神經(jīng)元的比例約為10：1）神經(jīng)元的代謝和正?；顒佣计鹬匾饔茫荷窠?jīng)退行性疾病髓鞘化郎飛氏節(jié)形成突觸形成神經(jīng)元信號轉(zhuǎn)導(dǎo)目前七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點目前八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點1.星型膠質(zhì)細胞Astrocytes膠質(zhì)細胞中最大的一種,胞體呈星形,核大呈圓形或橢圓形,染色較淺。胞質(zhì)內(nèi)有交織走行的神經(jīng)膠質(zhì)絲（neuroglialfilament）。由胞體伸出許多呈放射狀走行的突起,部分突起末端膨大形成腳板（endfoot）,附著在毛細血管基膜上,或伸到腦和脊髓的表面形成膠質(zhì)界膜（gliolimitan）。約占全部膠質(zhì)細胞的20％。

（－）中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞

目前九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點目前十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點2.少突膠質(zhì)細胞（oligodendrocyte）又稱少突膠質(zhì),分布于灰質(zhì)及白質(zhì)內(nèi),位于神經(jīng)元胞體及神經(jīng)纖維的周圍,其數(shù)量很多,約占全部膠質(zhì)細胞的75％。胞體較小,呈圓形或橢圓形,突起少,分支亦少,核呈圓形或橢圓形，染色稍深。電鏡下可見少突膠質(zhì)細胞的每一個突起包繞一個軸突形成髓鞘。它除形成髓鞘外,可能還有營養(yǎng)和保護作用。

目前十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點3．小膠質(zhì)細胞（microglia）分布于灰質(zhì)及白質(zhì)內(nèi),約占膠質(zhì)細胞的5％腦體較小,呈長橢圓形,常以胞體長軸的兩端伸出兩個較長突起,反復(fù)分支,其表面有小棘。胞核小,呈橢圓或三角形,染色較深。具有變形運動和吞噬功能,屬于單核吞噬細胞系統(tǒng)的細胞也有人認為小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)膠質(zhì)的干細胞,能分化成其他膠質(zhì)細胞。目前十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點4．室管膜細胞（ependymalcell）覆蓋在腦室和脊髓中央管壁的一層立方或柱狀細胞細胞表面有微絨毛或纖毛細胞基部發(fā)出細長突起伸向腦及脊髓深層具有保護和支持作用。

目前十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點（二）周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞

1．施萬細胞（Schwanncell）：又稱神經(jīng)膜細胞（neurolemmalcell）,它包卷在神經(jīng)纖維軸突的周圍,形成髓鞘和神經(jīng)膜。在神經(jīng)纖維的再生中起誘導(dǎo)作用。

2．衛(wèi)星細胞（satellitecell）又稱被囊細胞（capsularcell）,是包繞在神經(jīng)節(jié)細胞周圍的一層扁平形細胞,核圓形,染色較深。它具有營養(yǎng)和保護神經(jīng)節(jié)細胞的功能。目前十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點德國慕尼黑大學(xué)、亥姆霍茲慕尼黑中心組成的一個研究小組2010年5月18日宣布在腦細胞再生研究方面取得新進展：使用特殊的轉(zhuǎn)錄因子可使大腦皮層的星形膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)細胞。這一成果將有助于老年癡呆癥或中風(fēng)等疾病的新療法研究。

目前十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點Heinrichetal:DirectingAstrogliafromtheCerebralCortexintoSubtypeSpecificFunctionalNeuronsPLoS

Biology2010,8（5）：1-29在大腦皮層的星形膠質(zhì)細胞中植入“Neurogenin2”轉(zhuǎn)錄因子可使星形膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榕d奮性神經(jīng)元，在同樣的星形膠質(zhì)細胞中植入“Dlx2”轉(zhuǎn)錄因子則可使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐种菩陨窠?jīng)元。目前十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點PostnatalcorticalastrogliareprogrammedbyforcedexpressionofNeurog2giverisetosynapse-formingglutamatergicneurons.目前十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點研究意義有望找到用腦中現(xiàn)有的星形膠質(zhì)細胞“更新”因傷或疾病而受損的腦細胞的方法。這一成果將有助于老年癡呆癥或中風(fēng)等疾病的新療法研究。

目前十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點三、神經(jīng)干細胞的研究進展目前十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點1.什么是干細胞？有何特征？——干細胞的基礎(chǔ)知識錄像：干細胞基礎(chǔ)知識目前二十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點干細胞的概念

干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。包括胚胎干細胞和成體干細胞：胚胎干細胞：全能的，具有分化為幾乎全部組織和器官的能力成年組織或器官內(nèi)的干細胞：具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織。目前二十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點

胚胎干細胞（EmbryonicStemcell,ES細胞）當(dāng)受精卵分裂發(fā)育成囊胚時，內(nèi)層細胞團的細胞即為ES細胞。是一種高度未分化細胞，具有發(fā)育的全能性，能分化出成體動物的所有組織和器官，包括生殖細胞。目前二十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點神經(jīng)細胞SpinalCordInjuryParkinson’sDisease心肌細胞HeartFailure胰島細胞Diabetes成骨細胞OsteoporosisAndBoneFractures軟骨細胞Arthritis肝細胞DrugDiscoveryLiverFailureDendriticCellsToleranceInductionCancerImmunotherapy胚胎干細胞的分化目前二十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點成體干細胞成年動物的許多組織和器官，比如表皮和造血系統(tǒng)，具有修復(fù)和再生的能力。成體干細胞在其中起著關(guān)鍵的作用。在特定條件下，成體干細胞或者產(chǎn)生新的干細胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能細胞，從而使組織和器官保持生長和衰退的動態(tài)平衡。目前二十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點造血干細胞造血干細胞是體內(nèi)各種血細胞的唯一來源，它主要存在于骨髓、外周血、臍帶血中。在20世紀五十年代，臨床上就開始應(yīng)用骨髓移植（BMT）方法來治療血液系統(tǒng)疾病。目前二十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點神經(jīng)干細胞神經(jīng)干細胞的研究仍處于初級階段理論上講，任何一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病都可歸結(jié)為神經(jīng)干細胞功能的紊亂。目前二十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點2.干細胞分化如何調(diào)控的？

——干細胞的應(yīng)用基礎(chǔ)目前二十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點干細胞的調(diào)控是指給出適當(dāng)?shù)囊蜃訔l件，對干細胞的增殖和分化進行調(diào)控，使之向指定的方向發(fā)展。內(nèi)源性調(diào)控外源性調(diào)控目前二十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點

內(nèi)源性調(diào)控干細胞自身有許多調(diào)控因子可對外界信號起反應(yīng)從而調(diào)節(jié)其增殖和分化（1）細胞內(nèi)蛋白對干細胞分裂的調(diào)控e.g在果蠅卵巢中，調(diào)控干細胞不對稱分裂的是一種稱為收縮體的細胞器，包含有許多調(diào)節(jié)蛋白，如膜收縮蛋白和細胞周期素A。收縮體與紡錘體的結(jié)合決定了干細胞分裂的部位，從而把維持干細胞性狀所必需的成分保留在子代干細胞中。目前二十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點（2）轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控在胚胎干細胞的發(fā)生中，轉(zhuǎn)錄因子Oct4是必需的。Oct4是一種哺乳動物早期胚胎細胞表達的轉(zhuǎn)錄因子，它誘導(dǎo)表達的靶基因產(chǎn)物是FGF-4等生長因子，能夠通過生長因子的旁分泌作用調(diào)節(jié)干細胞以及周圍滋養(yǎng)層的進一步分化。Oct4缺失突變的胚胎只能發(fā)育到囊胚期，其內(nèi)部細胞不能發(fā)育成內(nèi)層細胞團

白血病抑制因子（LIF）Tcf/Lef轉(zhuǎn)錄因子

目前三十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點外源性調(diào)控干細胞的分化還可受到其周圍組織及細胞外基質(zhì)等外源性因素的影響（1）分泌因子間質(zhì)細胞能夠分泌許多因子，維持干細胞的增殖，分化和存活.e.gTGFβ家族和Wnt信號通路。

目前三十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點（2）膜蛋白介導(dǎo)的細胞間的相互作用有些信號是通過細胞-細胞的直接接觸起作用的。e.gβ-Catenin(一種介導(dǎo)細胞粘附連接的結(jié)構(gòu)成分)。

e.g穿膜蛋白Notch及其配體Delta或Jagged也對干細胞分化有重要影響.

目前三十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點（3）整合素（Integrin）與細胞外基質(zhì)

整合素家族是介導(dǎo)干細胞與細胞外基質(zhì)粘附的最主要的分子。整合素與其配體的相互作用為干細胞的非分化增殖提供了適當(dāng)?shù)奈h(huán)境。

e.gβ1整合素目前三十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點干細胞的可塑性___供體的干細胞在受體中分化為與其組織來源一致的細胞。而在某些情況下干細胞的分化并不遵循這種規(guī)律。

e.g1999年Goodell等人分離出小鼠的肌肉干細胞，體外培養(yǎng)5天后，與少量的骨髓間質(zhì)細胞一起移植入接受致死量輻射的小鼠中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肌肉干細胞會分化為各種血細胞系。這種現(xiàn)象被稱為干細胞的橫向分化目前三十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點3.干細胞來源于哪里？如何分離、培養(yǎng)和定向分化？

——干細胞的平臺技術(shù)目前三十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點干細胞來源及其特點特征胚胎及胚胎組織干細胞臍帶及臍帶血干細胞骨髓及外周組織干細胞（血液，體細胞）來源及獲取自然及人工流產(chǎn)分娩取得骨髓穿刺，外周血細胞因子激發(fā)組織學(xué)特征三胚層及其選擇外胚層為主單純抗原性低，最原始較低較高增殖能力最強強較強及較低分化全能可生畸胎瘤多能安全多能安全目前三十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點

人類尸體大腦內(nèi)里的細胞培養(yǎng)出多功能干細胞

現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)從人類尸體的頭皮和大腦內(nèi)里收集到這樣的細胞并且把它們再次轉(zhuǎn)變成干細胞。換句話說，死人能夠產(chǎn)生活體細胞，而且能夠被轉(zhuǎn)化成為身體中的任何細胞或者組織。研究人員稱，這項研究能夠帶來新奇的干細胞療法并且清楚的了解各種各樣的精神障礙，比如說精神分裂癥、孤獨癥和躁郁癥，這些疾病或許就是源自于發(fā)育問題。健康網(wǎng)2012-10-19

目前三十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點目前三十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點⑴無倫理道德等方面的約束；⑵原代培養(yǎng)即可獲取大量細胞⑶分離成功率高，幾乎可達100%；⑷獲取過程為非侵襲性操作，對母體和胎兒無影響，也不會造成任何痛苦；⑸細菌和病毒感染風(fēng)險較成體組織來源的MSCs低；（6）分化潛能介于胚胎干細胞和成體干細胞之間，不會發(fā)生畸胎瘤，易于分化為3個胚層衍生的多種成熟細胞；⑺能被誘導(dǎo)分化為多種神經(jīng)元和各類膠質(zhì)細胞，還能分泌大量的神經(jīng)營養(yǎng)因子⑻免疫源性低，有可能成為同種異體細胞移植的來源；⑼轉(zhuǎn)染效率高，能穩(wěn)定表達外源性基因，可作為基因治療的載體。人臍帶和脂肪來源的MSCs優(yōu)點目前三十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點來源：人脂肪組織（手術(shù)獲取，均征得患者同意）、

骨髓組織（病人本身或志愿者捐贈）

足月胎兒臍帶（均征得孕婦同意）干性標志性抗原表達檢測：間質(zhì)細胞的標志物CD29、CD44、CD90、CD105、CD166等造血干細胞標志物CD34、CD45、CD14等目前四十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點技術(shù)路線脂肪、骨髓間充質(zhì)干細胞原代培養(yǎng)干細胞特性鑒定細胞活力測定神經(jīng)向誘導(dǎo)分化化學(xué)誘導(dǎo)方法鼠腦條件培養(yǎng)基誘導(dǎo)方法成神經(jīng)球后分化誘導(dǎo)方法形態(tài)學(xué)檢測免疫熒光檢測神經(jīng)特異性標記β-Ⅲ-TubulinNSENissl突觸形成檢測神經(jīng)細胞分泌功能檢測肝樣誘導(dǎo)分化共聚焦顯微鏡及免疫蛋白印跡檢測不同分化階段細胞幾種特異蛋白的表達目前四十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖1-1脂肪間充質(zhì)干細胞（AMSCs）形態(tài)學(xué)觀察AMSCs形態(tài)學(xué)觀察目前四十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖1-2骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）形態(tài)學(xué)觀察BMSCs形態(tài)學(xué)觀察目前四十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖1-3第5代MSCs細胞表面抗原MSCs表面抗原鑒定目前四十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖1-4AMSCs向成骨細胞分化MSCs成骨細胞誘導(dǎo)分化鈣鈷法染色目前四十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖1-4MSCs向成脂細胞分化

MSCs成脂細胞誘導(dǎo)分化油紅染色目前四十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖1-6MSCs生長曲線及凍存復(fù)蘇后細胞生長曲線MSCs增殖能力比較目前四十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點化學(xué)方法誘導(dǎo)后形態(tài)學(xué)鑒定圖2-1化學(xué)因子誘導(dǎo)后類神經(jīng)元形態(tài)A：誘導(dǎo)14daysB：誘導(dǎo)30days目前四十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點鼠腦條件培養(yǎng)基誘導(dǎo)后形態(tài)學(xué)鑒定圖2-1鼠腦條件培養(yǎng)基誘導(dǎo)后類神經(jīng)元形態(tài)C：誘導(dǎo)7daysD：誘導(dǎo)14days目前四十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點成神經(jīng)球分化誘導(dǎo)后形態(tài)學(xué)鑒定圖2-1成球誘導(dǎo)分化后類神經(jīng)元形態(tài)E：成球誘導(dǎo)72hF：Nestin熒光染色鑒定目前五十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖2-2AMSC經(jīng)過不同方法誘導(dǎo)后β-Ⅲ-Tubulin表達免疫熒光檢測三種方法誘導(dǎo)后β-Ⅲ-Tubulin檢測目前五十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點三種方法誘導(dǎo)后NSE檢測圖2-3AMSC經(jīng)過不同方法誘導(dǎo)后NSE表達免疫熒光檢測目前五十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點三種方法誘導(dǎo)后Nissl檢測圖2-4AMSC經(jīng)過不同方法誘導(dǎo)后Nissl表達免疫熒光檢測目前五十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖2-5Syn及BassonRealtimePCR檢測不同分化階段基因表達突觸基因Basson、Syn檢測目前五十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖2-5Basson蛋白表達及定位經(jīng)成球誘導(dǎo)分化9d后，檢測FITC標記Basson免疫熒光表達，Hoechst33258染核突觸蛋白Basson檢測目前五十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖2-6Elisa法檢測誘導(dǎo)后AMSCs的EGF，BDNF因子分泌功能（**P<0.05）誘導(dǎo)后類神經(jīng)元細胞分泌功能檢測目前五十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖3-1共聚焦顯微鏡檢測細胞內(nèi)鈣離子濃度。成神經(jīng)分化后細胞內(nèi)游離Ca2+濃度的變化目前五十七頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點圖3-2不同誘導(dǎo)天數(shù)細胞內(nèi)鈣離子流變化趨勢。取未分化AMSCs及成球誘導(dǎo)法誘導(dǎo)的分化不同天數(shù)（2d、4d、6d、8d、10d、12d）的類神經(jīng)元細胞經(jīng)10umol/LFluo3/AM染色30min后，經(jīng)共聚焦顯微鏡掃描拍攝單個細胞內(nèi)的熒光強度值。（n=10）成神經(jīng)分化后細胞內(nèi)游離Ca2+濃度的變化目前五十八頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點Fig3ER-a36,aisoformsofERa,ishighlyexpressedthroughoutinhumanmesenchymalstemcells(hBMSCs)Fig4ER-a36istranslocatedintonucleusrelatedwithRunx2inosteogeneticdifferentiationofBMSCscells

目前五十九頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點4.當(dāng)前干細胞研究的熱點問題？-----干細胞的研究進展

目前六十頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點錄像：干細胞的研究進展目前六十一頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點應(yīng)用干細胞治療疾病:e.g組織壞死性疾病如缺血引起的心肌壞死，退行性病變?nèi)缗两鹕C合征,

自體免疫性疾病如胰島素依賴型糖尿病等。低毒性（或無毒性），一次藥有效；不需要完全了解疾病發(fā)病的確切機理；還可能應(yīng)用自身干細胞移植，避免產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。用干細胞治療疾病已不再只是設(shè)想。目前六十二頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點5.干細胞臨床應(yīng)用和展望---------干細胞移植和干細胞產(chǎn)業(yè)

錄像：干細胞產(chǎn)業(yè)目前六十三頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點自2009年美國總統(tǒng)奧巴馬簽署命令解除對胚胎干細胞研究的政府資金支持限制后，美國聯(lián)邦食品藥品監(jiān)督局（FDA）放行干細胞臨床實驗和干細胞產(chǎn)品。2010年批準了第一個上市的干細胞治療藥物-美國杰龍公司的一個干細胞藥物。短短幾年的時間，美國、歐盟、日本、韓國和中國在干細胞領(lǐng)域發(fā)展迅速，不但投入重金支持基礎(chǔ)和臨床研究，還大力推動干細胞產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前六十四頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點目前六十五頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點全國12家造血干細胞移植中心。我國目前公共臍血庫保存超過3萬份，臍血移植病例近600例。全球主要國家已建立100余家公共臍血庫和超過300家的自體臍帶血庫，保存無關(guān)供者臍帶血干細胞超過30萬份，自體儲存臍帶血超過150萬份，臍血移植病例已超過1萬例，并且正在以每年超過2000例的速度增加。目前六十六頁\總數(shù)七十四頁\編于二十點

人類尸體大腦內(nèi)里的細胞培養(yǎng)出多功能干細胞

現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)從人類尸體的頭皮和大腦內(nèi)里收集到這樣的細胞并且把它們再次轉(zhuǎn)變成干細胞。換句話說，死人能夠產(chǎn)生活體細胞，而且能夠被轉(zhuǎn)化成為身體中的任何細胞或者組織。研究人員稱，這項研究能夠帶來新奇的干細胞療法