星形胶质细胞和少突胶质细胞培养
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第1篇一、实验目的通过本次实验,了解脑神经组织的基本结构,掌握显微镜观察技术,熟悉脑神经组织的组成及分布,为后续神经科学的学习和研究奠定基础。
二、实验原理脑神经组织主要由神经元、神经胶质细胞和神经纤维组成。
神经元是神经系统的基本功能单元,具有接受、传递和处理信息的能力。
神经胶质细胞具有支持、营养和修复神经元的作用。
神经纤维是神经元之间信息传递的通道。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:脑组织切片、显微镜、载玻片、盖玻片、染色液等。
2. 实验仪器:显微镜、切片机、烘箱、剪刀、镊子等。
四、实验步骤1. 制备脑组织切片:将新鲜脑组织放入烘箱中烘干,然后用切片机切成5-10微米的薄片。
2. 染色:将切片放入染色液中,进行染色处理。
3. 观察显微镜:将染色后的切片放在载玻片上,用盖玻片覆盖,然后在显微镜下观察。
4. 观察内容:观察神经元、神经胶质细胞和神经纤维的形态、大小、分布及相互关系。
五、实验结果与分析1. 神经元:神经元是脑神经组织的基本功能单元,具有细胞体、树突和轴突等部分。
细胞体呈椭圆形或圆形,树突短而细,轴突长而粗。
在显微镜下观察到神经元细胞体密集排列,树突和轴突呈放射状分布。
2. 神经胶质细胞:神经胶质细胞具有支持、营养和修复神经元的作用。
神经胶质细胞包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞等。
在显微镜下观察到星形胶质细胞呈星状,有多个突起;少突胶质细胞呈椭圆形,轴突较短;小胶质细胞呈圆形,数量较少。
3. 神经纤维:神经纤维是神经元之间信息传递的通道,包括轴突和髓鞘。
在显微镜下观察到神经纤维呈细长状,髓鞘呈白色,包裹在轴突外。
六、实验结论通过本次实验,我们成功观察到了脑神经组织的基本结构,包括神经元、神经胶质细胞和神经纤维。
神经元是神经系统的基本功能单元,具有接受、传递和处理信息的能力;神经胶质细胞具有支持、营养和修复神经元的作用;神经纤维是神经元之间信息传递的通道。
这些结构共同构成了脑神经组织,为神经系统的正常功能提供了基础。
实际胶质名词解释1. 胶质的定义与概述胶质(glia),又称神经胶质,是指在中枢神经系统中与神经元共同构成的一类细胞。
相对于神经元,胶质细胞数量更多,约占中枢神经系统总细胞数的90%。
胶质细胞分布广泛,形态各异,功能多样,在维持神经系统正常功能和结构稳定性方面起着重要作用。
2. 胶质的分类根据形态和功能的不同,胶质可分为四类:星形胶质细胞(astrocytes)、少突星形胶质细胞(oligodendrocytes)、微小脑细胞(microglia)和室管膜上皮(ependymal cells)。
下面将对每一类进行详细解释。
2.1 星形胶质细胞(astrocytes)星形胶质细胞是最常见的一类胶质细胞,其主要功能包括提供结构支持、调节外部环境、促进血脑屏障形成、参与能量代谢等。
星形胶质细胞具有丰富的胶质纤维,可与神经元形成复杂的网络联系。
它们通过血管足突与微血管紧密相连,调节脑血流和物质交换。
星形胶质细胞还能够清除神经元代谢产物、参与免疫反应等。
2.2 少突星形胶质细胞(oligodendrocytes)少突星形胶质细胞主要存在于中枢神经系统中,其主要功能是产生髓鞘,以保护和加速神经冲动的传导。
它们的细胞体和突起分别包裹在轴突周围,形成多层脂质髓鞘。
这种结构不仅增加了神经冲动传导速度,还提供了保护神经纤维的功能。
2.3 微小脑细胞(microglia)微小脑细胞是中枢神经系统中的免疫细胞,起着监测和清除病理损伤、感染等异常情况的作用。
当中枢神经系统受到损伤或感染时,微小脑细胞会迅速被激活,转变为巨噬细胞,并释放炎性因子和细胞因子,参与清除病原体、修复损伤等免疫反应过程。
2.4 室管膜上皮(ependymal cells)室管膜上皮细胞主要存在于脑室系统中,其主要功能是产生脑脊液和调节其循环。
室管膜上皮细胞具有纤毛,能够促进脑脊液的流动,并通过分泌和吸收调节脑脊液的成分和压力。
它们还参与神经干细胞的生成和定位。
大鼠少突胶质前体细胞(OPCs)纯化培养及糖氧剥夺(OGD)模型的建立付佩彩;黄珊珊;唐荣华;赵东明【摘要】目的建立大鼠脑少突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cells,OPCs)分离纯化培养及糖氧剥夺(oxygenglucose deprivation,OGD)模型.方法出生3d内的SD大鼠乳鼠取脑,经胰蛋白酶消化法培养混合胶质细胞,混合培养10d后,震摇及差速贴壁法分离纯化OPCs,纯化培养3d后鉴定、诱导分化OPCs 为少突胶质细胞(oligodendrocyte,OL)及进一步OGD干预.免疫荧光法鉴定OPCs纯度及分化为OL的能力;MTT法检测OGD(37℃,1%O2,5% CO2)干预0.5h、1h、2h及4h时细胞活力改变,Edu染色检测细胞增殖情况.结果免疫荧光显示纯化培养的OPCs 95%以上表达NG2+ A2B5,且可分化为MBP阳性的OL.OGD 2h时,MTT显示细胞活力明显下降,EdU染色阳性率明显降低.结论震摇及差速贴壁法可获得高纯度的OPCs,且细胞具有分化为OL的能力.2h可作为OPCs OGD模型缺血缺氧损伤合适时间.【期刊名称】《中国组织化学与细胞化学杂志》【年(卷),期】2015(024)005【总页数】5页(P470-474)【关键词】少突胶质前体细胞;细胞培养;糖氧剥夺;EdU【作者】付佩彩;黄珊珊;唐荣华;赵东明【作者单位】华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科,武汉430030;华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科,武汉430030;华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科,武汉430030;华中科技大学同济医学院附属同济医院骨科,武汉430030【正文语种】中文【中图分类】Q813.11少突胶质前体细胞(OPCs)是近年来发现的神经胶质前体细胞,约占成年中枢神经系统(CNS)中所有胶质细胞的5%-8%。
小胶质细胞活化指标胶质细胞是中枢神经系统中的重要成分,主要包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞等。
其中,小胶质细胞作为一种免疫细胞,具有调节神经元活动、清除代谢产物和维持脑内稳态的重要功能。
小胶质细胞的活化状态对于神经系统的正常功能发挥至关重要。
本文将从小胶质细胞活化的指标入手,探讨其与神经系统健康的关系。
一、小胶质细胞活化的指标分类小胶质细胞活化的指标主要可以分为形态学指标、分子生物学指标和功能性指标三类。
1. 形态学指标形态学指标主要通过对小胶质细胞外形的观察来评估其活化状态。
正常情况下,小胶质细胞呈星形或椭圆形,胞质丰富且细胞体积适中。
而在活化状态下,小胶质细胞的细胞体积显著增大,胞质变得更为丰富,胞质突起明显增多,并且胞质突起之间的间隙变窄。
2. 分子生物学指标分子生物学指标主要通过检测特定基因或蛋白的表达水平来评估小胶质细胞的活化程度。
常用的指标包括肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)和白介素-6(IL-6)等炎性因子的表达水平。
在小胶质细胞活化的过程中,这些炎性因子的表达水平会显著上调。
3. 功能性指标功能性指标主要通过检测小胶质细胞参与的功能活性来评估其活化状态。
小胶质细胞主要参与维持神经元的稳态、清除神经元代谢产物和参与炎症反应等功能。
因此,功能性指标可以包括清除能力、细胞因子释放和细胞间通讯等方面。
二、小胶质细胞活化与神经系统健康的关系小胶质细胞活化与神经系统健康密切相关。
正常情况下,小胶质细胞处于静止状态,维持神经元的正常功能。
然而,在神经系统受到损伤、感染或炎症等刺激时,小胶质细胞会被激活,释放炎性因子和促炎细胞因子,从而引发炎症反应。
炎症反应不仅可以清除神经元的代谢产物,还可以激活神经再生和修复过程。
然而,过度活化的小胶质细胞会释放过多的炎性因子,导致炎症反应失控,从而对神经系统产生不良影响,甚至引发神经退行性疾病。
三、调控小胶质细胞活化的方法为了维持神经系统的健康,需要合理调控小胶质细胞的活化状态。
神经元与神经胶质细胞的互作关系神经元和神经胶质细胞是构成神经系统的两种主要细胞类型,它们之间的关系非常密切。
神经元是神经系统中的信息处理单元,负责接收、处理和传递信息;神经胶质细胞则是支持细胞,提供给神经元所需的能量、物质和支持,同时也对神经元进行保护和修复。
本文将从不同角度探讨神经元和神经胶质细胞之间的互作关系,以及它们在神经系统中的重要作用。
一、神经胶质细胞的分类神经胶质细胞是构成神经系统中最广泛、最多样化的一类非神经元细胞,其主要功能在于支持和保护神经元。
根据其形态和功能的不同,神经胶质细胞可以分为以下几类:1.星形胶质细胞(astrocyte):形态像一颗星星的细胞,是大脑中数量最多的胶质细胞,主要功能在于为神经元提供营养物质、维持神经元的稳态、形成血脑屏障等。
2.少突胶质细胞(oligodendrocyte):为神经元提供髓鞘,使神经元的传导速度更快,同时也保护神经元。
3.微胶质细胞(microglia):起到神经元免疫监视的作用,可以清除神经系统中的垃圾细胞和炎症细胞,同时也可以分泌一些生长因子来促进神经元的再生和修复。
4.放射胶质细胞(ependymal cell):主要存在于脑脊液通路中,起到运输脑脊液、摄取不必要的物质、分泌脑脊液等多种作用。
二、神经元与星形胶质细胞的互作关系星形胶质细胞是最常见的神经胶质细胞,也是最重要的一类神经胶质细胞。
它是神经元的重要“邻居”,与神经元之间存在着密切的互作关系。
1.为神经元提供营养和氧气:星形胶质细胞细胞之间形成星型结构,能够受到血管的供血,可以将营养和氧气送到神经元处。
2.维护神经元的环境稳态:星形胶质细胞有能力清除神经元周围的多余物质,维持神经元周围的环境稳态。
3.形成血脑屏障:星形胶质细胞可以形成血脑屏障,保护神经元免受外来物质和病毒的侵害。
4.参与神经元信号的传导:星形胶质细胞在神经元信号传导中也扮演着重要的角色。
通过释放一些特定的信号分子,星形胶质细胞能够调节神经元之间的信号传导。
实际胶质名词解释胶质的定义和分类胶质是指存在于动植物组织中的一类胶状物质,它由胶原纤维和细胞外基质组成。
胶质在生物体内起着支持和填充空隙、维持组织结构、提供养分和信号传递等重要作用。
根据其性质和分布情况,胶质可以分为中枢神经系统胶质和外周神经系统胶质两大类。
中枢神经系统胶质包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、寡突胶质细胞和微胶质细胞。
星形胶质细胞主要存在于大脑皮层和脑脊液等部位,具有细胞形态多样性和丰富的细胞功能;少突胶质细胞主要存在于神经元周围,起着支持和营养神经元的作用;寡突胶质细胞主要存在于灰质中,参与调节突触的形成和功能;微胶质细胞主要存在于白质和视网膜等部位,起着支持和维护神经元功能的作用。
外周神经系统胶质包括胶质细胞和神经发育环境学细胞,主要起着支持和修复神经组织的作用。
胶质在神经系统中的作用胶质在神经系统中起着多种重要作用,它们密切参与了神经元的发育、运输和功能调节。
1.提供结构支持:胶质的胶原纤维能够形成支架结构,为神经元提供支持和稳定。
此外,胶质细胞能够填补神经元之间的空隙,维持组织的完整性和稳定性。
2.维持离子平衡:胶质细胞能够调节神经元周围的离子平衡,并参与神经递质的稳定释放。
它们通过对离子通道和转运体的调节,确保神经元正常工作。
3.供能和废物清除:胶质细胞能够提供神经元所需的能量和营养物质,并清除代谢废物和有害物质。
这对维持神经元的正常代谢和功能至关重要。
4.参与信号传递:胶质细胞能够与神经元形成复杂的网络,并通过细胞间信号传递参与神经信号的调控。
一些胶质细胞能够释放神经递质样物质,同时也能感知并响应神经递质的变化。
5.修复和再生:胶质细胞在神经损伤和疾病中具有重要的修复和再生功能。
它们能够增殖和分化,促进损伤部位的修复和神经元的再生。
不同类型胶质细胞的特点和功能1.星形胶质细胞:星形胶质细胞是中枢神经系统中最常见的胶质细胞类型。
它们具有分支突起,形似星星,因而得名。
星形胶质细胞在神经元周围形成一个网状结构,形成血脑屏障,调节物质的进出。
(二)星形胶质细胞
星形胶质细胞是胶质细胞中体积最大,数量最多的一种,胞体呈星形,核大,呈卵圆形,染色质稀少,星形胶质细胞分两类,一类为原浆性星形胶质细胞(protoplasmic astrocyte),其突起短粗,分枝多。
另一种为纤维性星形胶质细胞(fibrous astrocyte),它的突起细长,分枝少。
纤维性星形胶质细胞是与少突胶质细胞源自同一前体细胞。
星形胶质细胞具有多种功能,中枢神经系统内神经元及其突起间的空隙几乎全部由星形胶质细胞充填,起结构的支持作用,星形胶质细胞的突起构成血脑屏障,星形胶质细胞能摄取和代谢某些神经递质如γ-氨基丁酸等。
调节局部神经递质的浓度,使神经网络能平稳地发挥作用。
还能吸收细胞间隙中过多的K+,为K+的存储库,通过调节K+的水平而影响神经元的电生理活动。
星形胶质细胞能合成和分泌大量神经营养因子,有维持神经元生存和促进神经元突起生长的作用,亦能分泌白细胞介素,肿瘤坏死因子和干扰素等多种细胞因子,星形胶质细胞有分裂能力,在中枢神经系统损伤后,星形胶质细胞增生、肥大,填补缺损,形成胶质瘢痕。
(1)方法和结果
选择出生2 d 的SD大鼠,无菌条件下分离出大脑皮层,用0.125%胰蛋白酶消化(37℃
30min)后用培养液(90% DMEM,10 % 胎牛血清,2mM谷氨酰胺)吹打分散成细胞悬液,先接种于玻璃培养瓶中,于培养箱中孵育30 min后,翻转瓶子吸出细胞悬液,除去已贴壁的成纤维细胞,再接种于涂有鼠尾胶的75cm2塑料培养瓶中, 种植密度为1×105 个细胞/cm2,每瓶10ml细胞悬液置。
置36℃、10%CO2 培养箱中培养。
每周换液2 次,培养10-14h,细胞分为两层,下一层为I型胶质细胞即原浆形胶质细胞,上一层是O-2A前体细胞,根据两类细胞贴壁能力的差异,以振荡培养技术进行分选,在37℃摇床上振荡,16 h (180r/min)O-2A前体细胞可被摇下来,摇下来的细胞种植在涂有鼠尾胶的75mcm2塑料培养瓶中,培养液使用20 % 胎牛血清促进O-2A前体细胞分化为II型胶质细胞即纤维型胶质细胞。
可分裂增殖的原浆形胶质细胞和纤维型胶质细胞可用于进一步传代培养,也可进行冷冻保存备用。
纯度鉴定可用胶质纤维酸性蛋白抗体(GFAP)染色确定。
(三)少突胶质细胞
1、方法和结果
少突胶质细胞培养方法同星形胶质细胞培养。
少突胶质细胞比星形胶质细胞小,光镜下少突胶质细胞胞体呈圆形或多角形,突起呈串珠状,根据其所在部位的不同可分为束间少突胶质细胞、神经元周围少突胶质细胞。
在中枢神经系统内,少突胶质细胞主要形成及维持髓鞘。
讨论
在神经生理、生化和神经药理的研究中、神经细胞的体外培养日益受到重视,因为它是研究单个神经细胞功能和结构的适宜方法。
在体外培养条件下背根神经节、颈上交感节、胚胎脊髓和不同脑区(海马、隔、下丘脑、大脑皮层、小脑和垂体细胞等)培养细胞的形态特征都不尽相同,这与它们具有不同功能有关。
交感和感觉神经元以及不同脑区神经元的体外培养成功,为我们深入研究它们的结构和功能提供了合适的体外实验模型。
在背根节神经细胞培养过程中,我们观察到,早期感觉神经元发育阶段,NGF是必不可少
的营养因子,但在培养后期,神经元已发育成熟,可能非神经细胞分泌的极少量NGF即能满足神经元生长需要,因此不另NGF也能维持长期培养。
在上颈交感节细胞分散培养过程中,我们亦观察到,若最初1-2d在培养液中缺乏NGF,交感神经元突起不见生长,且大多死亡。
培养15d或1个月时,如果培养液中未加入NGF,本来生长良好的神经元很快便出现颗粒变性或空泡,逐渐死亡。
结果表明NGF对于促进神经突起生长和维持神经元生存有显著作用。
在神经细胞培养过程中,神经细胞的生长发育受到多种因素的影响,其中细胞接种密度对细胞生长发育影响较大,一般神经细胞的接种密度以0.5-1×106个细胞/ml密度为宜,如每毫升中超过3×106个细胞/ml密度,将使细胞簇过大,而且培养皿内过分拥挤,影响存活和生长。
但如果培养的细胞数目过少时,神经细胞的生长分化较差,因为神经细胞是一种细胞群体,它们相互之间具有营养和支持作用。
其次是控制非神经元细胞过多增殖。
原代分散单层培养是神经细胞与非神经细胞的混合培养。
其中胶质细胞等可在体外继续增殖,神经元则不能增殖而只能生长分化。
当适量胶质细胞的存在是神经细胞长期培养的必要条件,但如果神经胶质细胞过渡增殖时,神经细胞的生长分化便受到一定影响,常使神经细胞提早开始退化。
这可能是由神经胶质细胞频繁分裂过程中,夺取了神经细胞生长中需要的某种营养成份。
为保证神经元生长所需的营养,需在非神经细胞增殖的高峰即所谓“合
流”(confluence)时,将一定量的抗DNA 药物加入培养液中以抑制其过渡增殖,实验证明,在培养第5d 或第7d时使用5-氟-2'-脱氧尿苷15μg/ml和尿苷35μg/ml或阿糖胞苷3μg/ml,作用48h即停用可加快神经元的分化,延长培养时间。
再次是所配制的培养液必须保持一定的等渗性,溶解于培养基的物质浓度所产生的等渗性必须与细胞外液的液体一致,培养神经细胞可将培养液的渗透压调节到320-330 mOso 较为
合适。
如果培养液是高渗的,细胞会失去水份并发生皱缩,如果培养液是低渗的,细胞会吸收水分而膨胀。
两者不利于神经细胞的存活和生长。
最后需注意的是须掌握换液的次数和数量。
为了使神经细胞得到生长分化必须的营养,必须经常进行换液,但如果换液次数太多,并不利于神经细胞的生长分化,因为神经细胞在培养液中需要适当的环境,而且它本身也有创造良好环境的能力,如果频繁换液就会破环这种环境。
我们每周换液二次,每次只换一半,保留一半原液。
除此之外,培养液的PH、温度等均对神经元的生长发育有影响,因而在实验中必须加以注意。