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1、关于神经干细胞的研究现状与应用前景第1页，讲稿共51张，创作于星期二主主 要要 内内 容容基本知识基本知识基本知识基本知识 神经干细胞的定义、特点、标志、分布及分化因素等基本知识神经干细胞的定义、特点、标志、分布及分化因素等基本知识神经干细胞的定义、特点、标志、分布及分化因素等基本知识神经干细胞的定义、特点、标志、分布及分化因素等基本知识成年神经干细胞的研究现状成年神经干细胞的研究现状成年神经干细胞的研究现状成年神经干细胞的研究现状研究方法研究方法研究方法研究方法 神经干细胞的来源、分离、培养及鉴定方法神经干细胞的来源、分离、培养及鉴定方法神经干细胞的来源、分离、培养及鉴定方法神经干细胞的来源
2、、分离、培养及鉴定方法应用前景应用前景应用前景应用前景 神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用 神经干细胞与神经心理学神经干细胞与神经心理学神经干细胞与神经心理学神经干细胞与神经心理学第2页，讲稿共51张，创作于星期二基本知识基本知识第3页，讲稿共51张，创作于星期二干细胞（干细胞（干细胞（干细胞（Stem cellStem cell，SCSC）是一类具有自我更新（）是一类具有自我更新（）是一类具有自我更新（）是一类具有自我更新（self-renewingself-rene
3、wing）能力的多潜能）能力的多潜能）能力的多潜能）能力的多潜能细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件或给予合适细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件或给予合适细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件或给予合适细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在合适的条件或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为“万用细胞万用细胞万用细胞万用细
4、胞”，也有人通俗而形象地称其为也有人通俗而形象地称其为也有人通俗而形象地称其为也有人通俗而形象地称其为“干什么都行的细胞干什么都行的细胞干什么都行的细胞干什么都行的细胞”。干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞技术干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞技术干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞技术干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞技术最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细
5、胞、组最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官。织或器官。织或器官。织或器官。干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三大科干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三大科干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三大科干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三大科学成就。学成就。学成就。学成就。它不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多种难治性疾病它不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多种难治性疾病它不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多种难治性疾病它
6、不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多种难治性疾病的治疗带来了划时代的革命。的治疗带来了划时代的革命。的治疗带来了划时代的革命。的治疗带来了划时代的革命。2121世纪是生命科学的时代，也是为人类的健康长寿世纪是生命科学的时代，也是为人类的健康长寿世纪是生命科学的时代，也是为人类的健康长寿世纪是生命科学的时代，也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将有广阔前景。创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将有广阔前景。创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将有广阔前景。创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将有广阔前景。干细胞的概念干细胞的概念干细胞的概念干细胞的概念第4页，讲稿共51张
7、，创作于星期二神经干细胞的定义神经干细胞的定义神经干细胞的定义神经干细胞的定义1.1.19891989年，年，年，年，TempleTemple等从等从等从等从1313天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养，发现天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养，发现天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养，发现天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养，发现这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。其后从成年鼠纹状体、海这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。其后从成年鼠纹状体、海这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。其后从成年鼠纹状体、海这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。其后从成年鼠纹状体、海马齿状回等处分离出能在体外不断增殖，并具有向神经元
8、和星形胶马齿状回等处分离出能在体外不断增殖，并具有向神经元和星形胶马齿状回等处分离出能在体外不断增殖，并具有向神经元和星形胶马齿状回等处分离出能在体外不断增殖，并具有向神经元和星形胶质细胞分化潜能的细胞群。质细胞分化潜能的细胞群。质细胞分化潜能的细胞群。质细胞分化潜能的细胞群。2.2.2020世纪世纪世纪世纪9090年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干细胞。年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干细胞。年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干细胞。年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干细胞。3.3.目前得到普遍认可的神经干细胞的概念是由目前得到普遍认可的神经干细胞
9、的概念是由目前得到普遍认可的神经干细胞的概念是由目前得到普遍认可的神经干细胞的概念是由MckayMckay在在在在19971997年提出的：年提出的：年提出的：年提出的：神经干神经干神经干神经干细胞细胞细胞细胞(neural stem cell(neural stem cell，NSC)NSC)是指具有分化为神经元、星形胶质细胞是指具有分化为神经元、星形胶质细胞是指具有分化为神经元、星形胶质细胞是指具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细
10、胞的细和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群胞群胞群胞群。第5页，讲稿共51张，创作于星期二(Okano et al.2002)第6页，讲稿共51张，创作于星期二神经干细胞的分化、增殖及其影响因素神经干细胞的分化、增殖及其影响因素1 1 生长因子：生长因子：生长因子：生长因子：FGFFGF2 2（碱性成纤维细胞生长因子（碱性成纤维细胞生长因子（碱性成纤维细胞生长因子（碱性成纤维细胞生长因子2 2）在胚胎早期维持神经祖细胞的的生存，促进其增殖。）在胚胎早期维持神经祖细胞的的生存，促进其增殖。）在胚胎早期维持神经祖细胞的的生存，促进其增殖。）在胚胎早期维持神经祖细胞的的生存
11、，促进其增殖。ECGECG（神经表皮生长因子）在发育较晚期促使神经祖细胞增殖和分化。（神经表皮生长因子）在发育较晚期促使神经祖细胞增殖和分化。（神经表皮生长因子）在发育较晚期促使神经祖细胞增殖和分化。（神经表皮生长因子）在发育较晚期促使神经祖细胞增殖和分化。BDNFBDNF（脑源性神经营养因子）及（脑源性神经营养因子）及（脑源性神经营养因子）及（脑源性神经营养因子）及IGF1IGF1（胰岛素样生长因子（胰岛素样生长因子（胰岛素样生长因子（胰岛素样生长因子1 1）主要促进祖细胞向神经元方向分化。）主要促进祖细胞向神经元方向分化。）主要促进祖细胞向神经元方向分化。）主要促进祖细胞向神经元方向分化。
12、2 2 细胞因子：红细胞生成素、集落刺激因子、白介素家族等影响神经元的发育；细胞因子：红细胞生成素、集落刺激因子、白介素家族等影响神经元的发育；细胞因子：红细胞生成素、集落刺激因子、白介素家族等影响神经元的发育；细胞因子：红细胞生成素、集落刺激因子、白介素家族等影响神经元的发育；BMPBMP（骨架多型性蛋白）促进神经干（骨架多型性蛋白）促进神经干（骨架多型性蛋白）促进神经干（骨架多型性蛋白）促进神经干细胞向星形胶质细胞方向分化。细胞向星形胶质细胞方向分化。细胞向星形胶质细胞方向分化。细胞向星形胶质细胞方向分化。3 3 移植区域的信号：一是选择性调控，即信号只能调节干细胞的存活和增殖而不能影响其
13、分化移植区域的信号：一是选择性调控，即信号只能调节干细胞的存活和增殖而不能影响其分化移植区域的信号：一是选择性调控，即信号只能调节干细胞的存活和增殖而不能影响其分化移植区域的信号：一是选择性调控，即信号只能调节干细胞的存活和增殖而不能影响其分化方向。二是指导性作用，指特异性指导神经干细胞、祖细胞向特定谱系分化。方向。二是指导性作用，指特异性指导神经干细胞、祖细胞向特定谱系分化。方向。二是指导性作用，指特异性指导神经干细胞、祖细胞向特定谱系分化。方向。二是指导性作用，指特异性指导神经干细胞、祖细胞向特定谱系分化。4 4神经干细胞和神经祖细胞自身产生多种调控信号。神经干细胞和神经祖细胞自身产生多种
14、调控信号。神经干细胞和神经祖细胞自身产生多种调控信号。神经干细胞和神经祖细胞自身产生多种调控信号。5 5 NestinNestin基因和基因和基因和基因和NotchNotch基因：人基因：人基因：人基因：人nestinnestin基因第二个内含子中存在一个（基因第二个内含子中存在一个（基因第二个内含子中存在一个（基因第二个内含子中存在一个（400bp400bp区域区域区域区域对神经干细胞起对神经干细胞起对神经干细胞起对神经干细胞起增强作用。这个增强子也对早期神经干细胞其他基因表达起作用，包括增强作用。这个增强子也对早期神经干细胞其他基因表达起作用，包括增强作用。这个增强子也对早期神经干细胞其他
15、基因表达起作用，包括增强作用。这个增强子也对早期神经干细胞其他基因表达起作用，包括NotchNotch基因。基因。基因。基因。NotchNotch基因是在基因是在基因是在基因是在中枢神经系统发育过程中确定神经元数量的重要调控基因。中枢神经系统发育过程中确定神经元数量的重要调控基因。中枢神经系统发育过程中确定神经元数量的重要调控基因。中枢神经系统发育过程中确定神经元数量的重要调控基因。第7页，讲稿共51张，创作于星期二神经干细胞的形态神经干细胞的形态神经干细胞的形态神经干细胞的形态第8页，讲稿共51张，创作于星期二神经干细胞的特征神经干细胞的特征神经干细胞的特征神经干细胞的特征有增殖能力。有增殖
16、能力。有增殖能力。有增殖能力。有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细胞为干细胞，不对有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细胞为干细胞，不对有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细胞为干细胞，不对有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细胞为干细胞，不对称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干细胞，另一个为祖细胞，祖细胞在特称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干细胞，另一个为祖细胞，祖细胞在特称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干细胞，另一个为祖细胞，祖细胞在特称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干细胞，另一个为祖细胞，祖细胞在特定条件下可分化为多种神经细胞。定条
17、件下可分化为多种神经细胞。定条件下可分化为多种神经细胞。定条件下可分化为多种神经细胞。具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型的神经细具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型的神经细具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型的神经细具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型的神经细胞，损伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。胞，损伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。胞，损伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。胞，损伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。自我更新能力和多向分化潜能是神经干细胞的两个基本特征。自我更新能力和多向分化潜能是神经干细胞的两个基本特征。自我更新能力和多向分化
18、潜能是神经干细胞的两个基本特征。自我更新能力和多向分化潜能是神经干细胞的两个基本特征。第9页，讲稿共51张，创作于星期二神经干细胞的分类神经干细胞的分类神经干细胞的分类神经干细胞的分类神经管上皮细胞神经管上皮细胞神经管上皮细胞神经管上皮细胞1.1.根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：放射状胶质神经元放射状胶质神经元放射状胶质神经元放射状胶质神经元神经母细胞神经母细胞神经母细胞神经母细胞大脑中皮质及神经核等大脑中皮质及神经核等大脑中皮质及神经核等大脑中皮质及神经核等的基本神经组织细
19、胞的基本神经组织细胞的基本神经组织细胞的基本神经组织细胞神经前体细胞神经前体细胞神经前体细胞神经前体细胞各类神经胶质细胞各类神经胶质细胞各类神经胶质细胞各类神经胶质细胞神经元神经元神经元神经元各类神经细胞的前体细胞各类神经细胞的前体细胞各类神经细胞的前体细胞各类神经细胞的前体细胞胚胎期胚胎期幼年期幼年期成年期成年期第10页，讲稿共51张，创作于星期二2.2.根据部位分类主要有两类：根据部位分类主要有两类：根据部位分类主要有两类：根据部位分类主要有两类：神经嵴干细胞神经嵴干细胞神经嵴干细胞神经嵴干细胞(neuralcreststemcell(neuralcreststemcell，NC-SC)N
20、C-SC)和中枢神经干细胞和中枢神经干细胞和中枢神经干细胞和中枢神经干细胞(CNS-SC)(CNS-SC)。NCSCNCSC为外周神经干细胞为外周神经干细胞为外周神经干细胞为外周神经干细胞(PNS-SC)(PNS-SC)，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和SchwannSchwann氏氏氏氏细胞，也能分化为色素细胞细胞，也能分化为色素细胞细胞，也能分化为色素细胞细胞，也能分化为色素细胞(pigmented cell)(pigmented cell)和平滑肌细胞等。
21、和平滑肌细胞等。和平滑肌细胞等。和平滑肌细胞等。NSCNSC一般是指存在于脑部的一般是指存在于脑部的一般是指存在于脑部的一般是指存在于脑部的中枢神经干细胞中枢神经干细胞中枢神经干细胞中枢神经干细胞(CNS-SC)(CNS-SC)，其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。，其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。，其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。，其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。第11页，讲稿共51张，创作于星期二胚胎期：胚胎期：胚胎期：胚胎期：神经干细胞主要分布在大脑的皮层、纹状体、海马、室神经干细胞主要分布在大脑的皮层、纹状体、海马、室神经干细胞主要分布在大脑的皮层、
22、纹状体、海马、室神经干细胞主要分布在大脑的皮层、纹状体、海马、室管膜下层和中脑等区域。管膜下层和中脑等区域。管膜下层和中脑等区域。管膜下层和中脑等区域。成年期：成年期：成年期：成年期：中枢神经系统仍有神经干细胞存在，只不过这些细胞平时中枢神经系统仍有神经干细胞存在，只不过这些细胞平时中枢神经系统仍有神经干细胞存在，只不过这些细胞平时中枢神经系统仍有神经干细胞存在，只不过这些细胞平时处于静止状态。成年脑区神经干细胞主要局限在海马齿状处于静止状态。成年脑区神经干细胞主要局限在海马齿状处于静止状态。成年脑区神经干细胞主要局限在海马齿状处于静止状态。成年脑区神经干细胞主要局限在海马齿状回、纹状体和环绕
23、侧脑室的室脑膜下层。回、纹状体和环绕侧脑室的室脑膜下层。回、纹状体和环绕侧脑室的室脑膜下层。回、纹状体和环绕侧脑室的室脑膜下层。神经干细胞的分布神经干细胞的分布第12页，讲稿共51张，创作于星期二海马齿状回第13页，讲稿共51张，创作于星期二侧脑室的室脑膜下层 第14页，讲稿共51张，创作于星期二尾状核豆状核背侧丘脑皮质皮质髓质髓质基底核基底核侧脑室侧脑室尾状核与豆状核合称纹状体尾状核与豆状核合称纹状体第15页，讲稿共51张，创作于星期二成年神经干细胞的研究现状成年神经干细胞的研究现状第16页，讲稿共51张，创作于星期二 以前的观点认为成年大脑中的神经元数量是稳以前的观点认为成年大脑中的神经元
24、数量是稳以前的观点认为成年大脑中的神经元数量是稳以前的观点认为成年大脑中的神经元数量是稳定不变的，由这些神经元构成的神经网络结构是相定不变的，由这些神经元构成的神经网络结构是相定不变的，由这些神经元构成的神经网络结构是相定不变的，由这些神经元构成的神经网络结构是相对稳定的，神经结构上的可塑性仅发生在树突、轴对稳定的，神经结构上的可塑性仅发生在树突、轴对稳定的，神经结构上的可塑性仅发生在树突、轴对稳定的，神经结构上的可塑性仅发生在树突、轴突和突触等部位。而目前对神经再生和成年神经干突和突触等部位。而目前对神经再生和成年神经干突和突触等部位。而目前对神经再生和成年神经干突和突触等部位。而目前对神经
25、再生和成年神经干细胞的研究增加了新的认识。细胞的研究增加了新的认识。细胞的研究增加了新的认识。细胞的研究增加了新的认识。成年神经干细胞的功能成年神经干细胞的功能第17页，讲稿共51张，创作于星期二第18页，讲稿共51张，创作于星期二第19页，讲稿共51张，创作于星期二第20页，讲稿共51张，创作于星期二第21页，讲稿共51张，创作于星期二第22页，讲稿共51张，创作于星期二第23页，讲稿共51张，创作于星期二小结 成年海马的神经再生与海马功能有着密切关系。学习或奔跑可以改变动物海马细胞存活或细胞成年海马的神经再生与海马功能有着密切关系。学习或奔跑可以改变动物海马细胞存活或细胞成年海马的神经再生
26、与海马功能有着密切关系。学习或奔跑可以改变动物海马细胞存活或细胞成年海马的神经再生与海马功能有着密切关系。学习或奔跑可以改变动物海马细胞存活或细胞增殖水平，从而增加海马的新生神经元的数目。紧张、滥用鸦片和癫痫发作等都可以影响到成年海增殖水平，从而增加海马的新生神经元的数目。紧张、滥用鸦片和癫痫发作等都可以影响到成年海增殖水平，从而增加海马的新生神经元的数目。紧张、滥用鸦片和癫痫发作等都可以影响到成年海增殖水平，从而增加海马的新生神经元的数目。紧张、滥用鸦片和癫痫发作等都可以影响到成年海马齿状回新生神经元的增殖和分化水平。人为减少海马颗粒样神经元的数目，经过处理后的动物其马齿状回新生神经元的增殖
27、和分化水平。人为减少海马颗粒样神经元的数目，经过处理后的动物其马齿状回新生神经元的增殖和分化水平。人为减少海马颗粒样神经元的数目，经过处理后的动物其马齿状回新生神经元的增殖和分化水平。人为减少海马颗粒样神经元的数目，经过处理后的动物其海马依赖的记忆功能受到损害。海马依赖的记忆功能受到损害。海马依赖的记忆功能受到损害。海马依赖的记忆功能受到损害。成年海马神经干细胞产生的新生神经元不仅在形态上与成熟海马神经元相同，而且成年海马神经干细胞产生的新生神经元不仅在形态上与成熟海马神经元相同，而且成年海马神经干细胞产生的新生神经元不仅在形态上与成熟海马神经元相同，而且成年海马神经干细胞产生的新生神经元不仅
28、在形态上与成熟海马神经元相同，而且对突触刺激有动作电位反应，并且可以有效地整合到神经环路中去。对突触刺激有动作电位反应，并且可以有效地整合到神经环路中去。对突触刺激有动作电位反应，并且可以有效地整合到神经环路中去。对突触刺激有动作电位反应，并且可以有效地整合到神经环路中去。人们推测，这些由神经干细胞产生的新生神经元是参与其所在海马区域的正常功能。神经干细人们推测，这些由神经干细胞产生的新生神经元是参与其所在海马区域的正常功能。神经干细人们推测，这些由神经干细胞产生的新生神经元是参与其所在海马区域的正常功能。神经干细人们推测，这些由神经干细胞产生的新生神经元是参与其所在海马区域的正常功能。神经干
29、细胞和学习记忆关系的研究是复杂的。尽管海马具有记忆的存储功能，但这种记忆的存储是短暂的，胞和学习记忆关系的研究是复杂的。尽管海马具有记忆的存储功能，但这种记忆的存储是短暂的，胞和学习记忆关系的研究是复杂的。尽管海马具有记忆的存储功能，但这种记忆的存储是短暂的，胞和学习记忆关系的研究是复杂的。尽管海马具有记忆的存储功能，但这种记忆的存储是短暂的，只是为皮层区域的长时程记忆做时空上的准备。只是为皮层区域的长时程记忆做时空上的准备。只是为皮层区域的长时程记忆做时空上的准备。只是为皮层区域的长时程记忆做时空上的准备。第24页，讲稿共51张，创作于星期二成年神经干细胞对脑损伤的修复作用成年神经干细胞对脑
30、损伤的修复作用controlkindledExamples of BrdU positive nuclei in hippocampal sections from control第25页，讲稿共51张，创作于星期二第26页，讲稿共51张，创作于星期二 正常情况下，成年啮齿类动物大脑中有大量的新生神经元不断产生，显正常情况下，成年啮齿类动物大脑中有大量的新生神经元不断产生，显正常情况下，成年啮齿类动物大脑中有大量的新生神经元不断产生，显正常情况下，成年啮齿类动物大脑中有大量的新生神经元不断产生，显然这些细胞是来补充已经缺失的神经元，这样成年大脑神经元数目才能保持然这些细胞是来补充已经缺失的神经
31、元，这样成年大脑神经元数目才能保持然这些细胞是来补充已经缺失的神经元，这样成年大脑神经元数目才能保持然这些细胞是来补充已经缺失的神经元，这样成年大脑神经元数目才能保持相对稳定。研究表明在成年大脑神经再生区域里存在着普遍的神经元凋亡现相对稳定。研究表明在成年大脑神经再生区域里存在着普遍的神经元凋亡现相对稳定。研究表明在成年大脑神经再生区域里存在着普遍的神经元凋亡现相对稳定。研究表明在成年大脑神经再生区域里存在着普遍的神经元凋亡现象。神经再生活跃区域的死亡细胞数倍于大脑其他部位，因而干细胞增殖、象。神经再生活跃区域的死亡细胞数倍于大脑其他部位，因而干细胞增殖、象。神经再生活跃区域的死亡细胞数倍于大
32、脑其他部位，因而干细胞增殖、象。神经再生活跃区域的死亡细胞数倍于大脑其他部位，因而干细胞增殖、祖细胞迁徙并且分化成神经元从而替代死亡的神经元。有人推测，中枢神经祖细胞迁徙并且分化成神经元从而替代死亡的神经元。有人推测，中枢神经祖细胞迁徙并且分化成神经元从而替代死亡的神经元。有人推测，中枢神经祖细胞迁徙并且分化成神经元从而替代死亡的神经元。有人推测，中枢神经系统变性疾病形成的原因就是由于内源性神经干细胞不能对这些疾病产生的系统变性疾病形成的原因就是由于内源性神经干细胞不能对这些疾病产生的系统变性疾病形成的原因就是由于内源性神经干细胞不能对这些疾病产生的系统变性疾病形成的原因就是由于内源性神经干细
33、胞不能对这些疾病产生的信号起反应，内源性神经干细胞不能替代变性的神经元，而最终导致老年性信号起反应，内源性神经干细胞不能替代变性的神经元，而最终导致老年性信号起反应，内源性神经干细胞不能替代变性的神经元，而最终导致老年性信号起反应，内源性神经干细胞不能替代变性的神经元，而最终导致老年性疾呆，癫痫，精神分裂症等神经系统退行性疾病的发生。疾呆，癫痫，精神分裂症等神经系统退行性疾病的发生。疾呆，癫痫，精神分裂症等神经系统退行性疾病的发生。疾呆，癫痫，精神分裂症等神经系统退行性疾病的发生。成年神经干细胞导常可能导致疾病发生成年神经干细胞导常可能导致疾病发生第27页，讲稿共51张，创作于星期二 1.1.
34、成年神经再生和早期发育中的神经生成有哪些不同？成年神经再生和早期发育中的神经生成有哪些不同？成年神经再生和早期发育中的神经生成有哪些不同？成年神经再生和早期发育中的神经生成有哪些不同？2.2.为什么神经再生只存在于成年大脑的某些特定的区域？为什么神经再生只存在于成年大脑的某些特定的区域？为什么神经再生只存在于成年大脑的某些特定的区域？为什么神经再生只存在于成年大脑的某些特定的区域？3.3.这些区域的局部微环境对成年神经干细胞的迁徙和分化有些什么影响这些区域的局部微环境对成年神经干细胞的迁徙和分化有些什么影响这些区域的局部微环境对成年神经干细胞的迁徙和分化有些什么影响这些区域的局部微环境对成年神
35、经干细胞的迁徙和分化有些什么影响？4.4.成年大脑的神经可塑性的功能意义？成年大脑的神经可塑性的功能意义？成年大脑的神经可塑性的功能意义？成年大脑的神经可塑性的功能意义？5.5.神经干细胞和认知等高级功能神经活动的关系？神经干细胞和认知等高级功能神经活动的关系？神经干细胞和认知等高级功能神经活动的关系？神经干细胞和认知等高级功能神经活动的关系？成年神经干细胞研究面临的问题成年神经干细胞研究面临的问题第28页，讲稿共51张，创作于星期二研究方法研究方法第29页，讲稿共51张，创作于星期二来源于神经组织来源于神经组织来源于神经组织来源于神经组织：目前从哺乳动物胚胎期大部分脑区、成年期的脑室下区、海
36、马回的颗粒下层、：目前从哺乳动物胚胎期大部分脑区、成年期的脑室下区、海马回的颗粒下层、：目前从哺乳动物胚胎期大部分脑区、成年期的脑室下区、海马回的颗粒下层、：目前从哺乳动物胚胎期大部分脑区、成年期的脑室下区、海马回的颗粒下层、脊髓等部位均成功分离出神经干细胞脊髓等部位均成功分离出神经干细胞脊髓等部位均成功分离出神经干细胞脊髓等部位均成功分离出神经干细胞来源于胚胎来源于胚胎来源于胚胎来源于胚胎：胚胎干细胞：胚胎干细胞：胚胎干细胞：胚胎干细胞(embryonic stem cells,(embryonic stem cells,ESCs)ESCs)、胚胎生殖细胞、胚胎生殖细胞、胚胎生殖细胞、胚胎生
37、殖细胞(embryonic germ(embryonic germ cells,cells,EGCs)EGCs)等细胞的定向诱导分化而来。等细胞的定向诱导分化而来。等细胞的定向诱导分化而来。等细胞的定向诱导分化而来。来源于血液系统来源于血液系统来源于血液系统来源于血液系统：骨髓间质干细胞：骨髓间质干细胞：骨髓间质干细胞：骨髓间质干细胞(bonemarrow mesenchymal stem cell s,(bonemarrow mesenchymal stem cell s,MSCs)MSCs)、成年、成年、成年、成年多能祖细胞多能祖细胞多能祖细胞多能祖细胞(multipotent adult
38、 progenitor cells,MAPCs)(multipotent adult progenitor cells,MAPCs)1010 及脐血细胞及脐血细胞及脐血细胞及脐血细胞(umbilical cord blood)(umbilical cord blood)1111 。来源于永生化细胞系来源于永生化细胞系来源于永生化细胞系来源于永生化细胞系：C17.2 C17.2 细胞系细胞系细胞系细胞系1212 、MHP36 MHP36 细胞系细胞系细胞系细胞系1313 、N T2 N T2 细胞系。细胞系。细胞系。细胞系。体核细胞转移技术获得神经干细胞体核细胞转移技术获得神经干细胞体核细胞转移
39、技术获得神经干细胞体核细胞转移技术获得神经干细胞：将体细胞核植入去核的卵母细胞浆中：将体细胞核植入去核的卵母细胞浆中：将体细胞核植入去核的卵母细胞浆中：将体细胞核植入去核的卵母细胞浆中,再程序化后形成治疗性克再程序化后形成治疗性克再程序化后形成治疗性克再程序化后形成治疗性克隆隆隆隆,让其发育到一定阶段后在相应部位获得神经干细胞让其发育到一定阶段后在相应部位获得神经干细胞让其发育到一定阶段后在相应部位获得神经干细胞让其发育到一定阶段后在相应部位获得神经干细胞,可重建组织相容性。可重建组织相容性。可重建组织相容性。可重建组织相容性。神经干细胞的来源神经干细胞的来源第30页，讲稿共51张，创作于星期
40、二（1 1）反复传代法：取）反复传代法：取）反复传代法：取）反复传代法：取3 34 4个月龄的人胚胎纹状体或孕个月龄的人胚胎纹状体或孕个月龄的人胚胎纹状体或孕个月龄的人胚胎纹状体或孕 14141616天小鼠、大鼠胚胎大脑，机械天小鼠、大鼠胚胎大脑，机械天小鼠、大鼠胚胎大脑，机械天小鼠、大鼠胚胎大脑，机械分离制作单细胞悬液。在含多种神经因子的无血清培养基中培养，实现分离制作单细胞悬液。在含多种神经因子的无血清培养基中培养，实现分离制作单细胞悬液。在含多种神经因子的无血清培养基中培养，实现分离制作单细胞悬液。在含多种神经因子的无血清培养基中培养，实现NSCNSC的体外稳定的体外稳定的体外稳定的体外
41、稳定有效扩增。经过长期培养反复传代可使有效扩增。经过长期培养反复传代可使有效扩增。经过长期培养反复传代可使有效扩增。经过长期培养反复传代可使NSCNSC得到纯化。得到纯化。得到纯化。得到纯化。（2 2）流式细胞术：）流式细胞术：）流式细胞术：）流式细胞术：SasakiSasaki等采用流式细胞仪对约等采用流式细胞仪对约等采用流式细胞仪对约等采用流式细胞仪对约6060种细胞表面抗原进行筛选，结果发现分选出种细胞表面抗原进行筛选，结果发现分选出种细胞表面抗原进行筛选，结果发现分选出种细胞表面抗原进行筛选，结果发现分选出的具有的具有的具有的具有CD133+/CE34+/CD45-CD133+/CE3
42、4+/CD45-（细胞表面抗原）的细胞为（细胞表面抗原）的细胞为（细胞表面抗原）的细胞为（细胞表面抗原）的细胞为NSCNSC。（3 3）基因转导：）基因转导：）基因转导：）基因转导：Keyoung Keyoung 等利用腺病毒为载体等利用腺病毒为载体等利用腺病毒为载体等利用腺病毒为载体,将置于归巢素和将置于归巢素和将置于归巢素和将置于归巢素和Msi1Msi1增强子和启动子控制下的增强子和启动子控制下的增强子和启动子控制下的增强子和启动子控制下的绿色荧光蛋白基因导入人胚胎细胞绿色荧光蛋白基因导入人胚胎细胞绿色荧光蛋白基因导入人胚胎细胞绿色荧光蛋白基因导入人胚胎细胞,然后对胚胎细胞进行体外培养然后
43、对胚胎细胞进行体外培养然后对胚胎细胞进行体外培养然后对胚胎细胞进行体外培养,只有只有只有只有NSCNSC能特异性地出现绿能特异性地出现绿能特异性地出现绿能特异性地出现绿色荧光蛋白。再利用流式细胞仪进行荧光筛选色荧光蛋白。再利用流式细胞仪进行荧光筛选色荧光蛋白。再利用流式细胞仪进行荧光筛选色荧光蛋白。再利用流式细胞仪进行荧光筛选,能进一步将能进一步将能进一步将能进一步将NSCNSC收集起来。收集起来。收集起来。收集起来。（4 4）免疫磁珠细胞分选法：利用磁珠表面的特异性抗体与）免疫磁珠细胞分选法：利用磁珠表面的特异性抗体与）免疫磁珠细胞分选法：利用磁珠表面的特异性抗体与）免疫磁珠细胞分选法：利用
44、磁珠表面的特异性抗体与NSCNSC表面抗原结合，在磁场作用下表面抗原结合，在磁场作用下表面抗原结合，在磁场作用下表面抗原结合，在磁场作用下使结合磁珠的使结合磁珠的使结合磁珠的使结合磁珠的NSCNSC与其他细胞分离，从而得到较纯化的与其他细胞分离，从而得到较纯化的与其他细胞分离，从而得到较纯化的与其他细胞分离，从而得到较纯化的NSCNSC。神经干细胞的分离与纯化神经干细胞的分离与纯化第31页，讲稿共51张，创作于星期二神经干细胞的鉴定神经干细胞的鉴定神经干细胞的鉴定神经干细胞的鉴定19901990年，年，年，年，LendahlLendahl的实验证实，神经干细胞的标志蛋白是神经上皮干细胞蛋白的实
45、验证实，神经干细胞的标志蛋白是神经上皮干细胞蛋白的实验证实，神经干细胞的标志蛋白是神经上皮干细胞蛋白的实验证实，神经干细胞的标志蛋白是神经上皮干细胞蛋白（nestinnestin）NestinNestin在神经胚形成时开始表达，随着神经细胞的迁移和分化的完成，在神经胚形成时开始表达，随着神经细胞的迁移和分化的完成，在神经胚形成时开始表达，随着神经细胞的迁移和分化的完成，在神经胚形成时开始表达，随着神经细胞的迁移和分化的完成，NestinNestin的表达量逐渐下降甚至完全停止。目前，的表达量逐渐下降甚至完全停止。目前，的表达量逐渐下降甚至完全停止。目前，的表达量逐渐下降甚至完全停止。目前，Ne
46、stinNestin已被用于神经干细胞的鉴定。已被用于神经干细胞的鉴定。已被用于神经干细胞的鉴定。已被用于神经干细胞的鉴定。培养的小鼠神经干细胞胚胎小鼠脑侧室胚胎小鼠纹状体第32页，讲稿共51张，创作于星期二 Sakakibara等人鉴定出一种等人鉴定出一种等人鉴定出一种等人鉴定出一种RNARNA结合蛋白即结合蛋白即结合蛋白即结合蛋白即 Musashi,Musashi,可作为可作为可作为可作为NSCNSC的标志物。的标志物。的标志物。的标志物。(Sakakibara et al.1996)E10E14Ventricular zone of spinal cord第33页，讲稿共51张，创作于星
47、期二m-Msi-1nestin(Sakakibara et al.1996)对分离培养得到的对分离培养得到的NSC进行标记时发现：进行标记时发现：Nestin和和Musashi呈双重阳性呈双重阳性,且随着且随着NSC分化成为神经元分化成为神经元,二者的标记作用也消失二者的标记作用也消失,说明说明Musashi具有与具有与Nestin相似的特异相似的特异性和种间保守性。性和种间保守性。Nestin和和Musashi作为早期原始神经细胞的标志物已被广泛地应作为早期原始神经细胞的标志物已被广泛地应用于用于NSC的鉴定。的鉴定。第34页，讲稿共51张，创作于星期二应用前景应用前景第35页，讲稿共51张
48、，创作于星期二NSC原位诱导内源性原位诱导内源性NSC的自身激活的自身激活理论依据理论依据理论依据理论依据：大量体外和在体实验已经证实成年脑中存在：大量体外和在体实验已经证实成年脑中存在：大量体外和在体实验已经证实成年脑中存在：大量体外和在体实验已经证实成年脑中存在NSCNSC。研究影响。研究影响。研究影响。研究影响NSCNSC增殖增殖增殖增殖和分化的信号作用的实验证实：脑室管膜下区等部位的和分化的信号作用的实验证实：脑室管膜下区等部位的和分化的信号作用的实验证实：脑室管膜下区等部位的和分化的信号作用的实验证实：脑室管膜下区等部位的NSCNSC在脑损伤发生后能够增殖，在脑损伤发生后能够增殖，在
49、脑损伤发生后能够增殖，在脑损伤发生后能够增殖，并迁移到受损部位并分化成新的神经细胞，取代受损脑组织细胞。并迁移到受损部位并分化成新的神经细胞，取代受损脑组织细胞。并迁移到受损部位并分化成新的神经细胞，取代受损脑组织细胞。并迁移到受损部位并分化成新的神经细胞，取代受损脑组织细胞。存在困难存在困难存在困难存在困难：在大多数情况下：在大多数情况下：在大多数情况下：在大多数情况下,仅由内源性干细胞产生的神经组织可能不足以替代仅由内源性干细胞产生的神经组织可能不足以替代仅由内源性干细胞产生的神经组织可能不足以替代仅由内源性干细胞产生的神经组织可能不足以替代损伤后缺失的神经组织损伤后缺失的神经组织损伤后缺
50、失的神经组织损伤后缺失的神经组织,尤其在脊髓、纹状体等神经组织发生很少的部位。尤其在脊髓、纹状体等神经组织发生很少的部位。尤其在脊髓、纹状体等神经组织发生很少的部位。尤其在脊髓、纹状体等神经组织发生很少的部位。可能原因可能原因可能原因可能原因：(1)(1)原位诱导出功能特异的神经元可能需要多种刺激和特定细胞因子原位诱导出功能特异的神经元可能需要多种刺激和特定细胞因子原位诱导出功能特异的神经元可能需要多种刺激和特定细胞因子原位诱导出功能特异的神经元可能需要多种刺激和特定细胞因子的作用。的作用。的作用。的作用。(2)(2)患者中枢神经系统的干细胞缺陷或无法激活。患者中枢神经系统的干细胞缺陷或无法激