诱导小鼠胚胎干细胞分化为神经元样细胞的研究
[Abstract]:Preface
Embryonic stem cells (ESCs) are derived from the intrablastocyst mass (ICM) and can reproduce themselves for a long time in vitro, and have the multipotential to differentiate into three embryonic layers: inner, middle and outer. Studies have shown that ESCs can differentiate into nerve cells in vitro. Neural cells are considered terminal differentiated cells and are difficult to differentiate after injury. The study of ESCs differentiation into neural cells supplemented by autologous neural stem cells can not only be used as an in vitro model for studying the development of mammalian nervous system to understand the mechanism of gene expression regulation during neural differentiation, but also be used in clinic for nervous system diseases such as Parkinson's disease, stroke, epilepsy, and spinal cord injury. However, the exact mechanism by which embryonic stem cells differentiate into neural cells is still poorly understood.
Our research group has established a sequential induction method to induce mouse embryonic stem cells to differentiate into neuron-like cells. On the basis of optimizing the induction conditions of the sequential induction method, the differentiated cells were identified by immunofluorescence and protein immunoblotting, and then the neuronal markers were identified by flow cytometry. The differentiation ratio was measured by a cell analyzer, which laid a foundation for further study on the mechanism of embryonic stem cell differentiation into neural cells, in order to reveal the exact mechanism of embryonic stem cell differentiation.
Method
1, feeder layer cell preparation, ESCs culture and induced differentiation.
The second to fourth passages of primary mouse embryonic fibroblasts (PMEF) were used as feeder layer cells, and mESCs (mouse ES cell line AB2.1, a gift from USC Medical College) were inoculated and cultured on them. Liquid.
2, the optimization of differentiation conditions by sequential induction method.
(1) density gradient of ESCs inoculation when inducing differentiation.
(2) the concentration gradient of culture medium for the first time when NSC culture medium was replaced.
(3) the time gradient of gradually replacing serum free NC medium.
3, identify specific markers of differentiated cells.
(1) Nestin, NeuN, TUJ1, NCAM 1 and GFAP were detected by immunofluorescence assay.
(2) protein immunoblotting (Western Blotting) was used to detect mature neuron specific marker TUJ1.
4, the percentage of NeuN positive cells was measured by flow cytometry, and the ratio of induced differentiation was calculated.
experimental result
1, optimize the induction condition of sequential induction method.
The optimum concentration of serum and the optimum density of mESCs were 12.5% and 1.0 65507
2, the optimized sequential induction method can be used to induce ESCs into neuron like cells in a simple, efficient and stable manner.
The undifferentiated ESCs grew in clumps with compact cell arrangement and clear colony boundary. ESCs could be induced to differentiate into neuron-like cells in large proportion by the optimized sequential induction method. The morphology of the cells was uniform, the soma was round and the processes were slender under light microscope.
3, identify the neural cell specific antigen of differentiated cells.
Nestin, NSE, NeuN, TUJ1 and NCAM1 were positive by immunofluorescence assay, but GFAP was negative by immunoblotting, and TUJ1 was positive by immunoblotting.
4, the percentage of NeuN positive cells was detected by flow cytometry, and the induced differentiation rate was 89.91% + 2.03%..
conclusion
Based on the experimental results obtained in this study, the following conclusions can be drawn:
1. The optimized sequential induction method can stably induce ESCs to differentiate into neuron-like cells at high rates, and has identified specific markers of mature neurons, which may be the procedural expression of these markers genes and may be related to the mechanism of directional differentiation.
2. The results of differentiation were analyzed quantitatively by flow cytometry. The induction rate was 89.91%+2.03%.
【学位授予单位】:中国医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R329
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,本文编号:2202243
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