老年性痴呆的细胞模型.ppt

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1、老年性痴呆的细胞模型,1.神经细胞.,2.神经嵴源细胞.,3.神经胶质细胞.,4.非神经细胞.,5.基因工程细胞,AD 细胞模型是在体外进行诱导和建立，与 AD 动物模型相比较，具有可避免各种干扰因素，实验条件容易控制等优点。,6.杂交组织细胞,1.神经细胞,(1)原代培养的海马神经细胞海马与学习记忆有关，也是发生衰老变化最早部位。AD病理改变最严重的脑区之一是海马。,不同结构片段的A产生不同的神经生物效应：A138的活性与A140及A2535一致;A128的毒性作用小于A140;A116和A1728无神经营养和神经毒性作用。,低浓度A(100nmol/L)对成熟的神经元是毒性作用,对于分化早

2、期的神经元,A表现为神经营养作用。,A2535和A142诱导培养的海马神经细胞建立AD细胞模型,引起海马神经细胞退变是通过凋亡途径。,Loo、Watt,Yankner,A诱导的AD细胞模型表明细胞发生脂质过氧化较严重,自由基生成增加,细胞出现凋亡改变,与AD发病机制中自由机和细胞凋亡学说相符,再则选用此种细胞类型更贴近实际AD受损细胞。但也存在以下缺陷：原代细胞培养难度大，周期长。培养系统不够稳定。只能模拟出AD的部分病理改变。,(2)原代培养的大脑皮质神经细胞,大脑皮质是人类高级中枢，是构成脑内复杂突触连接的关键脑区。早已明确，大脑额、顶、颞叶参与学习记忆活动。A诱导建立AD细胞模型,A导致

3、大脑皮质细胞凋亡氰化钠诱导原代培养的大脑皮质神经细胞，建立 AD细胞模型，观察内源性神经细胞缺氧引起的损伤培养的海马神经元对损伤因素较培养的大脑皮质神经细胞敏感,但皮质神经细胞比海马细胞容易分离和获取,二者出现的生物化学、组织病理学及形态学的改变基本相似。,(3)原代培养的小脑颗粒细胞,此模型表现为细胞凋亡和A产生增加,较符合AD的病理改变,与前两种原代培养的细胞相比,细胞易获取和培养。,小脑是参与学习记忆脑区之一，因此小脑神经细胞也是进行AD研究可取的细胞。,降低细胞外钾离子的浓度,诱导建立AD模型,检测细胞A水平,提示原代培养的小脑颗粒神经元发生退行性变可导致A过量产生,而A过量产生又可加

4、重神经元的损伤。,缺点为：细胞类型不是AD受损最显著细胞，培养系统缺乏稳定性。,(4)NG108-15细胞系,NG108-15细胞系是小鼠成神经细胞瘤和大鼠神经胶质瘤的融合杂交系。在两种不同的培养条件下此细胞系可分别处于分裂生长状态和分化成熟状态。NG108 15细胞系经培养诱导其分化10d后，加入A1-40，继续培养48h，建立AD细胞模型。用此细胞系建立AD模型，培养系统稳定性较好，又具有神经细胞特性，具有一定的代表性。形态学有无改变有待于进一步的研究。,2.神经嵴源细胞,Step 1,Step 2,Step 3,皮肤内神经嵴源上皮黑素细胞，具有来源、形态、反应方式及许多分子信号与神经细胞

5、相似的特点。当NGF与A同时加入上皮黑素细胞，可预防由A诱导的黑素细胞凋亡，因此，人类上皮黑素细胞可做为体外研究 AD 发生机制有价值的细胞。,(1)上皮黑素细胞,A处理培养的人上皮黑素细胞,(2)PC12细胞株前面已提出原代培养神经细胞的缺点,为了克服这些缺点,许多学者早已在寻找一种具有神经细胞特性,又可传代的稳定的细胞株。1976年Greene和Tischler成功建立了具有神经特性的PC12细胞株。PC12是从移植的大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤单克隆的细胞株。目前 PC12 细胞株是国际上基本公认在体外进行神经生物，神经化学及神经系统疾病研究理想的模型,(3)P19细胞,视黄酸（RA）诱导,P1

6、9细胞作为研究神经分化机制的模型,P19向神经元分化,选择性的APP695表达增加，并伴随有神经细胞样的形态分化,神经源性的小鼠胚胎癌细胞株,选择性的诱导其向单纯的神经元分化,将RA和抑制非神经元生长的阿糖胞苷类药物同时加入培养的P19细胞,3.神经胶质细胞,AD的重要病理改变之一是含有A的老年斑的形成,神经胶质细胞在AD等神经退行性疾病中起着不容忽视的作用。,活化的小胶质细胞和反应性星形胶质细胞与AD患者的老年斑有关,小胶质细胞对老年斑有高度亲和力，参与AD老年斑的形成。神经胶质细胞与AD发病机制有密切关系,此种细胞模型培养系统稳定，细胞可以传代培养，大大缩短了实验周期。缺点是不能完全代表神

7、经元的变化情况。,4.非神经细胞-淋巴细胞、成纤维细胞,AD患者中枢神经系统以外的许多组织也出现异常。因此AD是多系统受损的疾病。所以非神经元的外周细胞，如淋巴细胞、成纤维细胞等也被广泛用来研究观察AD有关的信号转导和胞膜流动性等。这一细胞模型最大优点是易获取、分离建立。,5.杂交组织细胞,(1)畸胎瘤AD杂交细胞NT2AD 患者线粒体 DNA 突变导致细胞色素 C 氧化酶（COX）功能障碍，引起生物能量降低和活性氧产物增加，最终导致细胞凋亡。采用 DNA 结合诱变剂溴化乙锭，选择性的耗尽人畸胎瘤细胞株内源性线粒体 DNA，然后与 AD 患者血小板内的线粒体 DNA 杂交获取畸胎瘤 AD 杂交

8、细胞 NT2，作为AD细胞模型。此杂交的细胞株可用于研究 AD线粒体的电子转移链酶COX活性、静态或动态下钙平衡、自由基、A 产生、沉积等变化。NT2 畸胎瘤 AD 杂交细胞株，在细胞和亚细胞水平概括了 AD发病机制及病理组织学方面的特异性改变，为进一步研究 AD 的病理学及治疗学提供了一个较好的体外模型。,(2)黑质神经细胞与成神经细胞瘤杂交细胞株MES23.5MES23.5杂交细胞株是由大鼠胚胎中脑细胞与鼠N18TG2成神经细胞瘤细胞融合而成，其表现性状与黑质细胞类似。采用A1-40诱导MES23.5杂交细胞株建立AD细胞模型。此杂交细胞株为研究AD凋亡机制提供良好的模型。,6.基因工作细

9、胞株,AD是一种只发生在人类的神经退行性疾病，因此限制了其生物学方面的研究。随着生物医学遗传工程技术的发展，体外建立基因工程细胞已成为现实，这一模型的缺点是技术难度大，花费高。,（1）COS-1,CV-1,PC12,Hs683,SK-N-SH,A172细胞株:Charles等1989年用克隆的含有编码A氨基酸序列cDNA通过SV40介导,成功的建立了5种可用于AD研究的基因工程细胞株.这5种转基因细胞表现出AD的细胞特性,特别是PC12、SK-N-SH、A172细胞株,具有神经元特性,更适用于进行有关AD研究,（2）小鼠海马细胞株HT22:AD患者脑内神经元的死亡主要是凋亡,诱导细胞凋亡因素之

10、一是氧自由基产生增加,发生氧化应激。海马细胞上分布有糖皮质激素受体(GR),因此海马是糖皮质激素主要作用的部位。在一定条件下糖皮质激素有加重海马对某些病理性损害的作用。Behl等用小鼠细胞株HT22通过电穿孔方法转染糖皮质激素反应性荧光酶和-半乳糖甙酶基因入细胞,获得表达GR的HT22细胞株,再用A和谷氨酸干预诱导建立AD细胞模型,（3）杂交瘤细胞株-3DO:早衰蛋白(PS)有早衰-1和2两种编码基因,分别编码PS-1和PS-2,其发生突变与家族性早发性AD密切相关，Vito等将小鼠ALG-3基因转入杂交瘤3DO细胞株,获得表达ALG-3转基因细胞ALG-3.2。ALG-3是截短的PS-2基因,可阻断T细胞诱导细胞凋亡中的信号传递物质,PS-2参与由谷氨酸诱导的细胞凋亡,ALG-3可阻断此凋亡的发生途径。,综上所述,各种AD细胞模型各有利弊,寻找建立理想的AD细胞模型,有待于深入研究。目前,国内外采用最多的细胞为PC12、原代培养的海马和大脑皮质神经细胞,其次为基因工程细胞。,Thank You!,