[发明专利]蓝光在影响神经干细胞增殖分化中的应用

说明书

本发明涉及蓝光在影响神经干细胞增殖分化中的应用。本发明通过对培养获得的高纯度小鼠神经干细胞在特定条件下蓝光照射后，正常培养，发现神经干细胞增殖速率明显增加，而向神经元分化的细胞数显著减少。本发明首次仅通过特定条件下的蓝光照射达到提高神经干细胞增殖速度、降低神经干细胞分化程度的目的，不添加任何其他物质，非侵入非接触，对细胞毒副作用低；未对神经干细胞进行侵入性或修饰性操作；单纯通过物理条件，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及蓝光在影响神经干细胞增殖分化中的应用，属于神经干细胞培养技术领域。

背景技术

神经干细胞(neural stem cell，NSC)是指具有分化为神经元细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞的能力，能自我更新，通过不对称分裂产生除自身以外的其他细胞，并足以提供大量脑组织细胞的干细胞。神经干细胞具有位置特异性的分化潜能，其增殖、分化和迁移，与细胞外基质(ECM)有非常密切的关系。神经干细胞的主要生物学特性有：(1)多向分化潜能并处于高度未分化状态：可分化构成神经系统3种主要细胞，即神经元细胞、星型胶质细胞及少突胶质细胞。(2)自我更新，终生具有增殖分化能力：神经干细胞具有高度增殖和自我更新能力，通过对称性或非对称性分裂产生新NSCs，以此来维持干细胞库的稳定。(3)低免疫原性：神经干细胞是未分化的原始细胞，呈巢蛋白(nestin)阳性，缺乏已分化细胞的抗原标志，不表达成熟细胞的抗原，具有低免疫原性。

在干细胞生物学中，探究细胞增殖和分化之间的关系具有重要意义。NSC是第一个在体外无限增殖的体细胞干细胞，以形成神经球作为增殖方式。神经干细胞体外培养可以来自发育过程中或者成年的大脑，也可以来自胚胎干细胞的诱导分化，并且在体外神经干细胞能够分化为三种细胞系：神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。

由于神经干细胞具有不断分裂增殖的能力、能与宿主细胞发生神经整合、便于基因操作等诸多优点。其在临床上得到了大量的应用。比如：对中枢神经系统的损伤部位实行细胞移植治疗：中枢神经系统损伤后其功能难以恢复，如脑瘫、帕金森病等，成为临床治疗一大难题。研究表明可用“细胞治疗”来治疗中枢神经系统退行性病变和功能重建，通过将新的细胞移植到中枢神经系统内来替代因损伤或疾病而缺失的神经细胞具有十分重要的意义。神经干细胞由于具有增殖和分化的可塑性，可以成为神经系统细胞移植的良好来源。移植后的神经干细胞可以在神经系统良好存活，且大量增殖、迁移到不同部位而分化成相应的细胞类型。比如：神经退行性疾病主要是指一类神经元的结构和功能进行性损失的疾病，包括帕金森病(Parkinsons disease,PD)，阿尔兹海默病(Alzheimeis disease,AD)，亨廷顿病(Huntingtons disease,HD)，这类患者大脑神经元持续丢失或者破坏，并无大量神经元再生代替。例：在PD研究中曾对NSC进行了基因修饰，在体外转入Foxa2和Narri1基因，结果现实二者都能协同促进NSC的分化和存活，并能增强其功能，这正是NSC移植治疗PD的关键。除此之外，神经干细胞移植还用来治疗缺血性脑损伤疾病，脑创伤、遗传代谢性疾病等。神经干细胞还可以用来基因治疗：神经干细胞在体外经分离培养、体外扩增或用永生化的细胞系使之成为进行核移植或基因转移的靶细胞，将这些携带有特殊基因或进行了基因修饰的干细胞移植到中枢神经系统后完成其双重功能，即携带基因的神经干细胞能够与宿主的神经元建立突触联系和发挥其功能，又可提供所携带的靶基因表达的产物(如缺陷的酶)，进而达到基因治疗的目的。如将转染TH基因的神经干细胞移植给患帕金森病动物，可产生宿主所缺少的多巴胺，从而起到替代性治疗作用。

光是一种辐射能，可引起光化学效应，光电效应，荧光效应和热效应等。光不仅维持人类的基本生命活动，而且在治疗某些疾病方面(如尖锐湿疣、牛皮癣、鲜红斑痣、类风湿关节炎、眼底黄斑病变、中重度痤疮、血管成型术后再狭窄)也发挥着重要作用。光疗法不同于传统的治疗手段，它对靶组织及损伤程度都具有可选择性，可减少对正常组织的损伤。与常规治疗手段相比，光疗法主要优点有：1、创伤很小；2、毒性低微；3、选择性好；4、适用性好；5、可重复治疗；6、可协同手术提高疗效；7、可消灭隐性病灶；8、可保护容貌及重要器官功能。