Name: 皮层神经再生:从实验室中的研究进展过渡到细胞疗法 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-07-19T00:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 38 s
Description: 了解子宫内电穿孔技术如何用于研究皮层发育中的神经干细胞与神经元迁移机制。该方法通过基因功能分析揭示大脑发育过程，为再生医学提供重要理论基础。

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作者无任何利益冲突需要披露。

皮层神经发生：从实验室进展到细胞治疗的转化

Cortical Neurogenesis: Transitioning from Advances in the Laboratory to Cell-Based Therapies

我叫 Arnold Krickstein。我是加州大学旧金山分校再生医学研究所的所长，我的研究领域是发育神经生物学。具体而言，我们非常关注大脑皮层发育的早期阶段，一直在研究神经干细胞和前体细胞，探索它们如何产生神经元，以及这些神经元如何迁移并在发育中的大脑（尤其是皮层）中开始形成神经环路。在子宫内电穿孔技术的出现，我认为是SDO及其同事引入的一项具有变革性的技术，对于研究大脑发育的早期阶段具有重要意义，因为它使我们能够针对多种基因开展基因功能获得和功能缺失实验。该技术操作相对简单，只需将目标基因直接导入在早期皮层发育过程中生成神经元的神经干细胞和前体细胞中即可。该技术的核心步骤是：在胚胎期动物的脑室中注射质粒形式的DNA，然后施加短暂的电脉冲，使这些质粒进入脑室壁上的细胞，这些细胞即放射状胶质神经上皮细胞，它们随后会生成神经元，并最终产生胶质细胞。这包括使用短干扰RNA来下调或敲低特定基因的表达，或者直接过表达特定的基因产物。这两类实验均可观察对发育中大脑的互补效应。靶向分子几乎可以涵盖参与大脑发育早期阶段的任何分子，甚至包括突触发育或成熟阶段的相关分子。该技术的出现已经对发育中大脑的研究产生了重大影响，并有望在不久的将来产生更大的影响。衬在脑室壁上并最终生成大脑中所有神经元和胶质细胞的细胞，最初为神经上皮细胞。但在神经元开始发育的时期，这些细胞会转变为或开始转化为一种称为放射状胶质细胞的胶质细胞。它们与血管形成特化的连接，并引导新生神经元的迁移。在此期间，它们开始进行一系列有趣的、不同类型的分裂。它们会进行一种对称性的前体细胞分裂，每次分裂产生两个放射状胶质细胞，从而增加自身的数量。它们还会进行不对称的成神经分裂，即在每次细胞周期中分裂并自我更新，同时产生一个分化为神经元的子代细胞。但研究还发现，它们会进行一种非常有趣的第三种类型的分裂，这种分裂属于不对称分裂，其两个子代细胞彼此不同：其中一个为自我更新的放射状胶质细胞，另一个则转变为另一种类型的前体细胞。我们将这种细胞称为中间前体细胞，它会从脑室迁移出去，随后通常在另一个增殖区域——即脑室下区——进行分裂。子宫内电穿孔技术是一种便捷的方法，可在放射状胶质细胞进行不同类型分裂的阶段，将这些基因敲低或过表达的DNA导入其中。我们还使用了一种表达绿色荧光蛋白的逆转录病毒作为谱系标记物，通过将这种病毒标记物注射到相同发育阶段胚胎的脑室内，便可以追踪单个标记细胞在分裂并产生子代细胞克隆过程中的命运变化。随着时间推移，我们通过对脑片培养物进行延时成像，可以追踪这些细胞迁移至大脑皮层后的最终命运。尽管长期以来人们认为脑室区是发育中大脑神经发生的主要来源，但至少在胚胎期，脑室下区作为大量神经发生来源的重要性正日益受到重视。我们的研究发现，在脑室下区，中间前体细胞本身起源于脑室区的放射状胶质细胞，它们迁移至此，并以对称方式

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Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

皮层神经再生:从实验室中的研究进展过渡到细胞疗法

从成年大脑中分离获取的神经干细胞正越来越多地应用于神经系统发育的基础研究，以及再生医学中潜在临床应用的探索。因此，严格控制这些细胞的分离和培养条件，对于获得可靠的实验结果至关重要。...

从成年啮齿类动物脑内常规和非常规区域培养神经干细胞

表型正常的星形胶质细胞和神经干细胞取自携带floxed条件性致癌等位基因的基因工程小鼠，通过病毒介导的Cre重组进行转化，可用于建立星形细胞瘤发病机制的模型 体外 和 体内...

星形细胞瘤发病机制建模 体外 和 体内 利用条件性基因工程小鼠的皮层星形胶质细胞或神经干细胞

本研究描述了一个实验平台，可用于在工程化干细胞应用于长期研究之前，快速表征这些细胞及其行为 体内...

用于神经保护策略中治疗因子递送的成体干细胞工程化高通量表征

活体成像是一种用于实时研究细胞行为的强大工具。本文中，我们描述了一种对原代大脑皮层细胞进行延时视频显微镜观察的实验方案，该方法可详细检测从原代神经干细胞向分化神经元和胶质细胞谱系发育过程中各阶段的动态变化。...

利用二维培养系统对原代大脑皮层细胞进行活体成像

直接神经元重编程生成的神经元可保持起始体细胞的年龄特征。本文介绍了一种基于单载体的方法，用于从成年人类供体获取的皮肤成纤维细胞中诱导生成神经元。...

由成人皮肤成纤维细胞简单高效地生成诱导神经元的高产率培养方法

本实验方案的目的是描述一种用于分析成年神经干细胞/祖细胞在特定局部神经环路化学遗传学操控下行为反应的方法。...

检测成年海马神经前体细胞的环路特异性调控

本文介绍了一种实验方案，旨在利用化学遗传学工具调控移植到新生期小鼠大脑皮层中的皮层中间神经元前体细胞的活性。...

化学遗传学改造的皮层中间神经元前体细胞移植至新生小鼠脑内

我们描述了一种将人皮肤来源的成纤维细胞重编程为诱导性神经前体细胞（iNPCs），并进一步将其分化为诱导性星形胶质细胞（iAs）的实验方案。该方法可快速、可重复地大量生成iNPCs和iAs。...

利用成纤维细胞直接转化为神经祖细胞并分化为星形胶质细胞的体外神经疾病建模

本研究提供了一种详细的技术方法，用于建立一种简单且稳健的皮质类器官培养体系，该体系基于标准的无饲养层人多能干细胞（hPSC）培养系统。该方案快速、高效且可重复，可用于生成模拟脑衰老特征的类器官。 体外.

稳健且高度可重复的皮质脑类器官生成方法用于模拟脑神经元衰老 体外

本方案描述了成年人大脑皮层的长期器官型培养，结合诱导多能干细胞来源的皮层前体细胞的ex...

成人人类大脑皮层的器官型培养作为一种 离体 人类干细胞移植模型及验证

本文介绍了一种将标记的神经细胞移植并追踪其在人脑类器官中分布的实验方案。...

一种人脑类器官神经细胞移植模型

了解子宫内电穿孔技术如何用于研究皮层发育中的神经干细胞与神经元迁移机制。该方法通过基因功能分析揭示大脑发育过程，为再生医学提供重要理论基础。

皮层神经发生：从实验室进展到细胞治疗的转化

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