微环境诱导iPSCs和BMSCs向神经元样细胞分化——Reelin对细胞分化和极性化的调节作用

本文旨在研究小鼠诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)和骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)在大脑微环境的诱导下向神经元样细胞分化的过程,探讨与细胞极性化相关的关键分子,以及Reelin蛋白对干细胞的分化的影响.用细胞脑片共培养以及细胞脑匀浆上清共培养的方法,将iPSCs和BMSCs分别与野生型(WT)和reelin基因缺失小鼠(reeler小鼠)的海马脑片以及脑匀浆上清共培养,观察二者在脑片微环境下的细胞分化和极性化改变.结果显示,与WT和reeler小鼠脑片共培养的iPSCs和BMSCs均出现神经元样细胞的分化;与WT小鼠海马脑片共培养的这两种细胞呈双C字型海马片层化分布,同时表现出很强的方位性,而与reeler小鼠海马脑片共培养的细胞分布则无明显规律性,呈均匀分布.脑匀浆上清培养基共培养的iPSCs和BMSCs在共培养72 h后,部分类神经元样细胞可以被神经元特异标记物(NeuN)所标记,显示出分化成为功能性神经元.而在共培养初期(2～4天),reeler微环境培养基中神经元分化和突起生长相对滞后.以上结果提示,在大脑微环境的诱导下,iPSCs和BMSCs可以向神经元样细胞,甚至向功能性神经元分化,Reelin蛋白参与了细胞极性化过程,而Reelin缺乏可造成神经细胞极性紊乱,延迟神经元分化及突起生长.