碘酸鈉對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞增殖和分化能力的影響及調(diào)控機(jī)制的研究.pdf

1、背景：由視網(wǎng)膜色素上皮(Retinal Pigmented Epithelium，RPE)功能不良所致的視網(wǎng)膜變性疾病為最常見的致盲原因之一。年齡相關(guān)性黃斑變性(age-relatedmacular degeneration，AMD)為發(fā)達(dá)國家中視網(wǎng)膜變性疾病的首要原因。此外，Stargardt黃斑營養(yǎng)不良、視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良以及某些表型的視網(wǎng)膜色素變性所導(dǎo)致的視覺損害和盲目疾病也可歸結(jié)為RPE功能不良性疾病。為研究此類疾病，許多學(xué)者會(huì)采用

2、碘酸鈉（sodium iodate，NaIO3）制備的視網(wǎng)膜損傷模型進(jìn)行分析。對(duì)該模型的研究主要集中于碘酸鈉對(duì)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和視網(wǎng)膜細(xì)胞的損傷作用，較少涉及到碘酸鈉對(duì)視網(wǎng)膜內(nèi)源性干細(xì)胞的作用，對(duì)視網(wǎng)膜干細(xì)胞的增殖和分化命運(yùn)的影響更是很少涉及。本實(shí)驗(yàn)擬采用不同濃度的碘酸鈉處理神經(jīng)干細(xì)胞株，分析其對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞增殖、凋亡、神經(jīng)分化和膠質(zhì)分化的影響，以及碘酸鈉處理對(duì)干細(xì)胞命運(yùn)決定相關(guān)信號(hào)通路Wnt/β-catenin、Noggin和轉(zhuǎn)化生長因子β1

3、（transforming growth factor-β1，TGF-β1）/SMAD2/3的影響，以闡明視網(wǎng)膜在受到碘酸鈉損傷時(shí)，內(nèi)源性干細(xì)胞的命運(yùn)改變及其調(diào)控機(jī)制。
　　 目的：探討在不同濃度下碘酸鈉對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞增殖和分化的影響，及可能的調(diào)控機(jī)制。
　　 方法：采用不同濃度碘酸鈉（0.5μg/ml，5μg/ml，50μg/ml）劑量處理神經(jīng)干細(xì)胞株，采用流式細(xì)胞術(shù)測(cè)量細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期的改變以及分化為神經(jīng)元和星形膠質(zhì)

4、細(xì)胞的比例。采用免疫熒光檢測(cè)碘酸鈉處理對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的影響。通過熒光定量PCR對(duì)比不同劑量碘酸鈉處理對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞增殖相關(guān)信號(hào)因子Axin2、β-catenin、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthasekinase-3β，GSK-3β)表達(dá)的調(diào)控作用，以及細(xì)胞分化相關(guān)信號(hào)分子TGF-β1、Smad2/3、Noggin、骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(bone morphogenetic protein4，BMP4

5、)表達(dá)的作用。
　　 結(jié)果：在光學(xué)相差顯微鏡下未發(fā)現(xiàn)不同濃度的碘酸鈉處理對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞大體形態(tài)產(chǎn)生明顯影響?？瞻讓?duì)照組和低、中劑量碘酸鈉處理組的神經(jīng)干細(xì)胞生長到第三天時(shí)細(xì)胞數(shù)量達(dá)到頂峰，在第4天細(xì)胞數(shù)量開始出現(xiàn)明顯下降，高劑量碘酸鈉處理組的神經(jīng)干細(xì)胞密度在處理后第三天提前出現(xiàn)了下降。流式細(xì)胞術(shù)測(cè)量神經(jīng)干細(xì)胞的凋亡比例隨著碘酸鈉濃度的提高而逐漸增大。流式細(xì)胞術(shù)測(cè)量細(xì)胞周期顯示在處理早期高劑量碘酸鈉處理組處于分裂期的細(xì)胞比例低于其他處

6、理組，而碘酸鈉處理中晚期高劑量碘酸鈉處理組處于分裂期的比例高于其他處理組。隨著碘酸鈉濃度的上升Wnt/β-catenin途徑mRNA水平受到抑制。比較不同劑量碘酸鈉處理組的神經(jīng)干細(xì)胞分化情況可發(fā)現(xiàn)，隨著碘酸鈉濃度的上升，神經(jīng)元的Ⅲ類β-微管蛋白(neuronal ClassⅢβ-Tubulin，Tuj1)陽性細(xì)胞比例逐步下降而神經(jīng)膠質(zhì)酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）陽性細(xì)胞比例逐步上升

7、。在分化的后期，隨著碘酸鈉濃度的上升，神經(jīng)干細(xì)胞中Noggin的表達(dá)水平逐漸下降，而BMP4的表達(dá)水平逐漸上升。分化中期開始，隨著碘酸鈉濃度的上升TGF-β1/SMAD2/3途徑出現(xiàn)明顯上調(diào)。
　　 結(jié)論：碘酸鈉對(duì)于神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新能力和分化能力都有明顯的影響。在自我更新能力方面，表現(xiàn)為使神經(jīng)干細(xì)胞的凋亡增加、增殖能力下降，可能是通過抑制Wnt/β-catenin途徑達(dá)到的。在分化能力方面，碘酸鈉通過抑制Noggin通路和促