《干细胞》:大脑干细胞移植新发现

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2007年09月21日 来源:生物通

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  在新一期的《Stem Cell》杂志上,来自瑞典哥德堡大学健康科学研究院(The Sahlgrenska Academy)大脑修复与复原中心的研究人员发现,如果一种叫做星型胶质细胞的脑细胞不被激活,那么植入鼠脑的干细胞就能够产生更多、更成熟的神经细胞。这一重要发现是干细胞研究领域的一项重大进步。 目前,给大脑植入干细胞和激活人体自身干细胞是对治疗多种神经紊乱疾病很有前景的治疗方法。

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生物通报道:在新一期的《Stem Cell》杂志上,来自瑞典哥德堡大学健康科学研究院(The Sahlgrenska Academy)大脑修复与复原中心的研究人员发现,如果一种叫做星型胶质细胞的脑细胞不被激活,那么植入鼠脑的干细胞就能够产生更多、更成熟的神经细胞。这一重要发现是干细胞研究领域的一项重大进步。

目前,给大脑植入干细胞和激活人体自身干细胞是对治疗多种神经紊乱疾病很有前景的治疗方法。

 

星形胶质细胞(astrocyte)是胶质细胞中最大的一种,占全部胶质细胞的20%。该研究组之前的研究发现星细胞活动减少会导致大脑受损部位的复原时间延长,但是神经纤维的再生和神经细胞的神经键却能增强。当细胞被植入到视网膜时星细胞活动的减少也会产生好的结果。

 

当干细胞被植入大脑时,星细胞被激活,这对于干细胞的发展有消极影响。在这项新的研究中,研究人员使用了一种基因改造小鼠模型。这种小鼠的星细胞不能生产胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和波形蛋白(vimentin),因此其星细胞被激活的能力有限。

 

接着,他们将干细胞移植到基因改造小鼠的大脑海马体中。研究显示当神经干细胞与这些改良的星细胞培养时,新增了65%的神经细胞,同时新的星细胞的形成增加124%,而且新生的神经细胞比正常鼠的神经细胞要更加成熟。

 

星形胶质细胞是哺乳动物脑内分布最广泛的一类细胞,也是胶质细胞中体积最大的一种。用经典的金属浸镀技术(银染色)显示此类胶质细胞呈星形,从胞体发出许多长而分支的突起,伸展充填在神经细胞的胞体及其突起之间,起支持和分隔神经细胞的作用。细胞突起的末端常膨大形成脚板(footplate)或称终足(endfoot),有些脚板贴附在邻近的毛细血管壁上(图1-2),因此这些脚板又被称为血管足或血管周足,靠近脑脊髓表面的脚板则附着在软膜内表面,彼此连接构成胶质界膜(glia limitans)。

 

在用尼氏法等一般染色组织切片中,星形胶质细胞的核比其他胶质细胞的核大,呈圆形或卵圆形,常染色质多,异染色质少而分散,故染色浅,核仁不明显。胞质中没有尼氏体,但具有一般的细胞器。胞质中含有大量交错排列的原纤维,伸人到胞突中并与胞突平行行走,是构成细胞骨架的主要成分。原纤维的超微结构是一种中间丝,称为胶质丝(glial filament),其直径介于微管(25μm)和微丝(6μm)之间,由相对分子质量为47000—50000的蛋白质组成,此类蛋白质被称作为胶原原纤维酸性蛋白(glial fibrillary acid protein,GFAP)。利用细胞免疫法证明GFAP仅存在于星形胶质细胞的胞体中,因此可利用GFAP的特异性抗体来检测星形胶质细胞。

 

根据胶质丝的含量以及胞突的形状可将星形胶质细胞分为两种:纤维性星形胶质细胞(fibrous astrocyte)多分布在脑脊髓的皮质,突起细长,分支较少,胞质中含大量胶质丝,又称蜘蛛细胞(spider cell);原浆性星形胶质细胞(protoplasmic astrocyte),多分布在灰质,细胞突起粗短,分支多。胞质内胶质丝较少,又称苔状细胞(mossycell)。电镜下星形胶质细胞的胞核有缺刻,胞质较清亮,游离核糖核蛋白体和粗面内质网均很少,糖原颗粒丰富,有大量的胶质丝。纤维形星形胶质细胞的突起呈长圆柱形,而原浆性星形胶质细胞的突起呈薄片状,并常包裹着神经细胞及其突触(不伸人突触间隙)。星形胶质细胞的脚板与血管内皮细胞之间相隔一层基板,脚板质膜与基板接触处有半桥粒结构。

相邻星形细胞之间以及相邻脚板之间有缝隙连接。星形胶质细胞之间的细胞间隙狭窄,仅约3nm,内含组织液。缝隙连接又称缝管连接或接合膜(nexus),是由大量连接小体(connexon)有规律地成平板状排列的连接。每个连接小体又由6个亚单位镶嵌蛋白组成,这种蛋白被称为连接蛋白或接合素(connexin)。连接小体的中央有一中央小管(centralcanaliculum)通连相邻细胞。星形胶质细胞之间的缝隙连接主要由接合素43(CX43)构成。而少突胶质细胞的缝隙连接由CX32构成。

 

星形胶质细胞比脑内其他任何类型的细胞具有更广泛的缝隙连接,由此使得星形胶质细胞类似于合胞体样结构。这种缝隙连接的功能为:加强相邻细胞的连接;细胞通讯,其方式为离子偶联以及代谢物偶联。离子偶联即电偶联,可使细胞形成同步活动。而代谢偶联则能使单糖、氨基酸、核苷酸、维生素以及激素和其他一些低分子物质自由通过缝隙连接。(生物通雪花)

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