小鼠海马神经元细胞系(hippocampalneuronalcellline, HT22)是HT4细胞的亚系,HT4细胞是用温度敏感的SV40病毒为抗原筛选出来的永生化的神经细胞,来源于小鼠海马神经元组织。该细胞系具有胆碱能神经元特性,研究发现未分化的HT22细胞也表达了一些胆碱能标志物,如ChAT、胆碱转运蛋白、囊泡乙酰胆碱转运蛋白和毒蕈碱乙酰胆碱受体,但分化的HT22细胞在形态学和神经化学水平上更类似于胆碱能神经元;同时,分化的HT22细胞具有明显的神经突生长,形态上与神经元细胞相似。故研究宜选用分化的HT22细胞建立AD细胞模型。Aβ25~35、Glu、OA常用于诱导HT22细胞系建立细胞凋亡模型,其机制可能与氧化应激、细胞凋亡有关。具体造模方法见表3-3-1。
AD细胞模型是目前研究神经生物学及神经药理学的重要方法,具有来源丰富、干扰因素小、实验条件易控制且评价机制灵活等特点。AD细胞模型可供选择的造模试剂和细胞株种类较多,其造模试剂依据诱导机制的不同分为神经毒性损伤、氧化应激损伤及Tau蛋白过度磷酸化,包括Aβ、Glu、FA、H2O2等;细胞主要包括人神经母细胞瘤细胞、NG108-15细胞、N2a细胞、PC12细胞等。各细胞来源不同,其常规培养基主要采用DMEM(Dulbecco'sModifiedEagleMedium)、RPMI (RoswellParkMemorialInstitute)1640及DMEM/ F12。查阅大量文献研究发现,该类细胞模型主要研究以下机制:a.细胞凋亡,检测其凋亡蛋白、凋亡率。b.细胞氧化应激损伤,检测细胞ROS、GSH、GSH-Px、MDA以及其他氧化指标。c.炎性反应,检测细胞炎症因子,如TNF-α。
科研人员可根据研究基础和目的,选择适宜的细胞株和造模试剂建立AD细胞模型。研究常采用Aβ、Glu、H2O2诱导SH-SY5Y和PC12细胞建立AD细胞模型,揭示AD的细胞凋亡、炎性反应、氧化应激损伤等机制。另外,也采用OA诱导细胞模拟AD的Tau蛋白磷酸化机制。目前,未分化和分化的细胞均已用于AD的体外实验。研究发现NG108-15细胞经分化剂分化后表达神经元蛋白和神经胶质蛋白等神经元特性,此外大部分细胞经分化剂分化后神经元特性表达进一步增强,如SK-N-SH细胞突触伸长;N2a细胞多巴胺能神经元特性增强,具体见表3-3-2。因此,当确定是否应将未分化细胞或分化细胞用于特定实验时,应考虑上述性质。分化后细胞的形态结构、生化特点及功能特征更接近神经元。同时,分化后的细胞生长更容易培养,如PC12细胞在分化前贴壁性较差,聚集成团状,呈半漂浮状态,且细胞形态易发生改变;而分化后细胞完全贴壁而不聚集成团状。因此,笔者推荐采用分化后的该类细胞用于研究检测到细胞内APP和Aβ的表达均增加。将来可基于分子生物学、分子细胞生物学、基因工程等新技术综合构建能快速转染,又最大限度完善表达神经元的生理特点,并能长期稳定生长及培养的细胞模型。除基因转染技术外,诱导性多能干细胞(inducedpluripotentstemcells, iPSCs)技术也发展迅速。研究发现iPSCs也用于AD细胞模型的建立,Shi等从AD患者体细胞重新编程产生iPSCs,经分化后获得的神经元表征出了Aβ以及Tau蛋白过度磷酸化等AD早期病理特征;同时,研究发现干细胞也可用于治疗AD或延迟其疾病的发生。
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