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Hes5是Notch通路转导途径的一个关键的下游信号分子,通过抑制正调控bHLH因子的表达和活性来发挥作用,隶属于碱性螺旋-环区-螺旋(bHLH)转录因子家族。该家族形成一个正负转录调节器,按时空顺序短暂表达于细胞发育分化的不同阶段,介导和协调多种信号系统对大量靶基因的作用,影响细胞增殖、分化。Hes5特有的bHLH结构和C-末端WRPW(色氨酸-精氨酸-脯氨酸-色氨酸)氨基酸序列使其特异地结合在achaete-Scut, MyoD等分化效应基因的启动子上,发挥转录抑制作用。已有资料表明Hes5的激活能维持神经干细胞的稳定状态,抑制定向分化。但是有关Hes5是否也表达于骨髓源性的神经干细胞(NSCs),它在NSCs的分化调控中究竟有什么作用?阻断Hes5的表达对神经干细胞增殖分化有何影响,目前为止仍不是很清楚。 为了探讨上述问题,本实验进行了以Hes5在骨髓源性的神经干细胞中作用为中心的系列研究。首先,在实验室原有实验研究的基础上,观察大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)的生长特点及诱导条件下分化成神经组织细胞的能力,并对其机制进行了初步研究,以期建立一种理想规范的细胞培养体系;其次,检测骨髓来源的干细胞是否表达Hes5,以及在体外培养和诱导分化为神经系细胞表达Hes5的情况,检测并探索外源性dsRNA是否能阻断骨髓源性神经干细胞Hes5的表达,确立最佳dsRNA的转染浓度,以达到既能保持一定的细胞活力又能阻断内源性蛋白表达的目的;最后,我们还探讨了阻断He 55表达对骨髓源性的神经干细胞分化及增殖的影响。 结果显示:(1) BMSCs在特制的神经干细胞培养基中,体外培养能形成岛屿状Nestin阳性的细胞克隆团,并分化为神经细胞样样细胞;(2)bFGF和EGF能在体外促进BMSCs增殖,缩短群体倍增时间,BDNF和RA能诱导BMSCs来源的神经干细胞成神经元样和神经胶质细胞样细胞,并表达相应的细胞标记物(NeuN或GFAP);(3)培养5天的BMSCS开始有HeSS表达,并呈时间依赖性递增:(4) 200nmol/L浓度的dsRNA能特异有效阻断Hess的表达,并有利于细胞的存活;(5)未转染组细胞表达NeuN和GFAP明显低于转染组,有显著的统计学差异:(6)分化细胞中以表达GAD为主,HeSS的下游信号分子Mashl表达量上升,P16及P27的表达无显著变化。 由此提示:(1) BMSCS在特制的神经干细胞培养基及添加合适浓度的细胞因子,体外培养条件下能够转化为神经干细胞,保持增殖分化能力,能分化出具有神经系细胞特征的细胞;(2)Hess的表达有利于BMSCs向神经干细胞转分化的,并促进增殖,抑制向终末细胞分化;(3)外源dsRNA能短暂高效的降解同源的mRNA,是一种新型有效的基因研究工具。 (4)基因表达调控以正调控为主,在抑制神经干细胞向终末细胞分化时,可能存在尚不为人知的其他重要因子;(5)细胞内信号转导系统的网络十分复杂和精致,在研究某一条信号转导通路时,极易受到信号传导网络系统的干扰。