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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/68935
標題: | 鈣離子在神經幹細胞分化過程中的角色 Role of Ca2+ in the neural stem cell differentiation |
作者: | Ju-Hsuan Hsu 許茹絢 |
指導教授: | 劉宏輝 |
共同指導教授: | 蔡丰喬 |
關鍵字: | 神經幹細胞,分化,細胞分化命運,鈣離子濃度,鈣離子, neural stem cell,differentiation,cell fate determination,calcium level,calcium transients, |
出版年 : | 2017 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 神經幹細胞(NSCs)以及神經前驅細胞(NPCs)是有自我更新能力(self-renewal)和分裂能力的細胞。神經幹細胞的分化主要有三種型態,分別是神經細胞(neuron)、星狀膠細胞(astrocyte)或寡突細胞(oligodendrocyte)。神經幹細胞分化過程主要是受到轉錄因子或是生長因子的調控,目前已有相關研究發現這個過程中,鈣離子會參與並影響基因轉錄的調控表現。在神經幹細胞分化過程中也發現,活化鈣離子通道或者是影響鈣離子通道的表現,會使神經幹細胞分化命運的改變。而在過去的研究中也顯示calcium transients會使未分化的神經細胞較有能力分化成神經細胞。因此在本實驗中,利用C57BL/6小鼠進行體外幹細胞球培養,再利用fura-2來觀察並分析其分化期間的細胞內鈣離子濃度變化以及calcium transients的三個parameter變化,探討細胞內鈣離子濃度和calcium transients在神經細胞和星狀膠細胞的不同。實驗結果顯示神經細胞內的鈣離子濃度較高,calcium transients的特色為amplitude和AUC較高,星狀膠細胞內鈣離子濃度較低,calcium transients的特色為amplitude和AUC較低。為了瞭解細胞內鈣離子濃度和calcium transient是否會影響神經幹細胞的命運,我們使用藥物EGTA/AM在分化期間加入減少細胞內的鈣離子濃度來觀察是否會影響到神經幹細胞的分化命運。實驗結果顯示,降低細胞內鈣離子濃度以及降低amplitude,會使神經幹細胞的分化命運走向星狀膠細胞,而且影響的時間點為分化前四天。同時我們也使用另一種不同機轉藥物來驗證這個結果,我們使用ryanodine receptor抑制劑ruthenium Red來觀察神經幹細胞的分化命運,實驗結果顯示相同,ruthenium Red會使神經幹細胞分化走往星狀膠細胞的命運,顯示影響細胞內的鈣離子濃度高低以及影響calcium transients的amplitude會影響神經幹細胞分化命運,同時也代表鈣離子在神經幹細胞分化的過程中扮演著重要的角色。 Neural stem cells (NSCs) and neural progenitor cells (NPCs) are multipotent cells which have the capacity for self-renewal and differentiation into neurons, astrocytes and oligodendrocytes in the mammalian central nervous system. Maturation of NSCs is known to be regulated by both cell intrinsic and extrinsic factors. In the present study, we used primary neural stem cell culture from C57BL/6 newborn mice to study the calcium level and calcium transients in neurogenesis cell fate determination. We found the basal calcium level of neuron was higher than astrocyte. Moreover, we also found that the calcium transients amplitude of neuron was higher than astrocyte. To define the critical time window of calcium transient that is required for NSCs fate determination, we used the Ca2+ chelator EGTA-AM to reduce the intracellular Ca2+ concentration [Ca2+]i at different time point after differentiation induction. Our results showed that inhibition of [Ca2+]i within 4 days after seeding caused the NSCs tended toward a glial lineage. Furthermore, blocking ryanodine receptor by ruthenium red also caused the NSCs differentiation tended toward a glial lineage. These results indicated that the intracellular calcium level and amplitude may play an important role in NSCs fate determination during the neurogenesis. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/68935 |
DOI: | 10.6342/NTU201703202 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 藥理學科所 |
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