神經干細胞(NSC)是多能干細胞,可以分化為神經系統的多種細胞,包括神經元、星形膠質細胞、少突膠質細胞等等。神經干細胞可以從哺乳動物大腦的不同區域和脊髓等神經系統中分離出來,具有重建神經環路、修復神經組織等能力,因此,神經干細胞在神經退行性疾病動物模型、遺傳性中樞神經系統疾病、中風和脊髓損傷等方面有著廣泛的研究價值。
那么,當我們從神經組織中分離出原代細胞,并進行純化后,如何鑒定其中的細胞就是神經干細胞呢?無獨有偶,神經干細胞也可以從形態學特征、特異性抗原表達和分化潛能三方面進行判斷。
1. 形態學特征
神經干細胞可做懸浮培養,在生長過程中細胞呈聚球生長。從細胞形態來看,細胞團無或有較短的突起,形態上與其他種類的細胞沒有明顯的差異。當然,神經干細胞也可進行貼壁培養。
神經干細胞懸浮培養
2. 特異性抗原表達
特異性抗原表達是神經干細胞鑒定中的一項重要指標,可以利用免疫熒光檢測對其分子標志物進行驗證。例如,巢蛋白(Nestin)的表達被視為神經干細胞最具代表性的標志物,它在神經胚胎形成時開始表達,隨著神經干細胞的遷移和分化的完成,表達量逐漸下降甚至完全停止。
β3-Tubulin是神經元的結構蛋白,作為神經元標志物,β3-Tubulin陽性是鑒定神經元的必要條件。GFAP是星形膠質細胞的特異性標志物,少突膠質細胞的標志物是GalC或OSP。
神經干細胞特異性抗原表達鑒定的一般標準為:
★ Nestin 陽性表達率≥75%;
★ β3-Tubulin陽性表達率 ≤10%;
★ GFAP陽性表達率≤10%;
★ GalC或OSP陽性表達率≤10%。
神經干細胞免疫熒光染色鑒定
Nestin染色陽性,GFAP、Tubulin染色陰性,表明該細胞為神經干細胞。
3. 分化潛能
神經干細胞具有良好的分化潛能,能向神經元、少突膠質細胞、星形膠質細胞等自發分化或誘導分化。
① 自發分化
神經干細胞在含血清培養基中培養大概7天,會自發分化為神經元細胞 (16±7%)、 星形膠質細胞 (75±7%) 、少突膠質細胞(5±3%),此時可表達β3-Tubulin、GFAP、GalC或OSP標志物。如GFAP高表達而Nestin低表達,則可判定該細胞為星形膠質細胞。
② 誘導分化
除了自發分化,神經干細胞可在特定培養條件下向誘導方向分化,如神經元方向分化、少突膠質細胞分化。用誘導液誘導神經干細胞成神經元方向分化,可使分化比例升至60%以上。一旦神經干細胞分化為神經元和膠質細胞,Nestin便停止表達。
神經干細胞誘導分化免疫熒光染色鑒定
GFAP染色陽性,Hochest復染細胞核陽性,2組染色結果表明該細胞誘導后為星形膠質細胞。
Tubulin染色陽性,Hochest復染細胞核陽性,2組染色結果表明該細胞誘導后為神經元細胞。
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