SSEA3和CD105阳性与人神经嵴来源的鼻甲干细胞治疗阿尔茨海默病的效力相关

SSEA3 and CD105 positivity are associated with the treatment potency of human neural crest-derived nasal turbinate stem cells for Alzheimer's disease

作者信息Jung Yeon Lim, Jung Eun Lee, Minho Lee, Haewon Shim, Sang In Park, Soon A Park, Sin-Soo Jeun, Sheng-Min Wang, Sunghwan Kim, Seung Ho Yang, Hyun Kook Lim, Sung Won Kim
PMID41772709
发布时间2026-03-03
DOI10.1186/s40035-026-00539-3

实验完整度

包含体外细胞功能验证(增殖、分化、细胞因子分泌)、体内动物模型验证(5×FAD小鼠)以及患者iPSC来源脑类器官模型验证,涵盖多个独立证据层级。

主要模型

5×FAD转基因AD小鼠 AD患者iPSC来源脑类器官(AD-COs#1-3) 人神经嵴来源鼻甲干细胞(NTSCs) 非AD患者iPSC来源脑类器官(NAC-COs)

重点核对

NTSCs供体间SSEA3+/CD105+细胞比例(范围1.8%-16.9%) NTSCs移植剂量(1×10^5细胞/3μL)及注射部位(双侧海马齿状回) 体内实验动物模型(16周龄雄性5×FAD小鼠)及分组(WT-sham、Tg-sham、Tg-NTSC#1-5、Tg-NTSC-H、Tg-NTSC-SC) 脑类器官共培养条件(4-5个类器官与4-5×10^4 NTSCs共培养5-6天)

摘要

背景:干细胞有潜力治疗阿尔茨海默病(AD),但由于干细胞特性的供体间差异,临床结果难以预测。本研究旨在确定多能性标记物SSEA3和间充质标记物CD105阳性是否与人神经嵴来源的鼻甲干细胞(NTSCs)治疗AD的疗效相关。方法:研究了来自不同供体、具有不同SSEA3+/CD105+细胞百分比的NTSCs在5×FAD转基因AD小鼠和来自三名AD患者的诱导多能干细胞(iPSC)来源的脑类器官中的治疗效果。检查了与AD相关的神经病理学变化,包括β-淀粉样蛋白的表达、炎症和神经元存活。通过Morris水迷宫(MWM)测试评估认知功能。结果:来自不同供体的NTSCs不同程度地改善了认知功能和AD相关的神经病理学,取决于SSEA3+/CD105+细胞的百分比。与较低SSEA3+/CD105+细胞百分比的NTSCs(NTSCs-L)相比,较高SSEA3+/CD105+细胞百分比的NTSCs(NTSCs-H)在体外表现出更好的特性,包括增殖能力、多向分化潜能和神经保护细胞因子的分泌。这些特性与从NTSCs中分离的纯SSEA3+/CD105+细胞(NTSCs-SC)相当。NTSCs-H和NTSCs-SC均改善了AD模型小鼠的认知功能并减少了脑内Aβ沉积、炎症和神经元死亡。此外,NTSCs-H和NTSCs-SC减少了AD脑类器官中的Aβ聚集体、tau过度磷酸化、神经元死亡、小胶质细胞数量和炎症细胞因子水平。然而,NTSCs-H和NTSCs-SC治疗组之间AD相关病理变化无显著差异。结论:我们的研究结果表明,SSEA3/CD105阳性是NTSC治疗AD疗效的潜在标志物。未来的研究应侧重于通过提高其功能效力和一致性来增强SSEA3+/CD105+ NTSCs的治疗潜力,并推进其在临床环境中的应用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SSEA3/CD105阳性是否与人神经嵴来源鼻甲干细胞(NTSCs)治疗阿尔茨海默病(AD)的疗效相关?
核心机制
NTSCs通过下调TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,减少神经炎症,并可能通过分泌神经营养因子(如BDNF、GDNF)和促进Aβ清除(如增加NEP表达)发挥治疗作用。
主要证据
在5×FAD小鼠中,NTSCs移植减少Aβ沉积、小胶质细胞活化、炎症因子水平,改善认知功能;在AD患者iPSC来源脑类器官中,NTSCs共培养减少Aβ聚集体、tau磷酸化、神经元死亡,恢复钙信号和突触标记物。
研究意义
SSEA3/CD105阳性可作为选择高治疗效力NTSCs的实用标准,有助于提高干细胞治疗AD的临床结果一致性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

NTSCs分离与培养

从鼻甲组织中分离并扩增人神经嵴来源干细胞,用于后续实验。

从接受部分鼻甲切除术的患者获取鼻下鼻甲组织,清洗后剪碎,贴壁培养,使用含10%FBS的α-MEM培养基,3周后收集细胞,传代至5-6代。

2

Muse细胞比例分析

确定不同供体NTSCs中SSEA3+/CD105+细胞比例,并比较其与治疗效果的关系。

通过流式细胞术和免疫荧光染色检测NTSCs中SSEA3和CD105双阳性细胞比例。

3

体外特性比较

比较NTSCs-L、NTSCs-H和NTSCs-SC在增殖、多向分化和细胞因子分泌方面的差异。

分别培养NTSCs-L、NTSCs-H和NTSCs-SC,评估其生长速度、成骨、成脂和神经分化能力,并通过细胞因子抗体芯片分析培养上清中的细胞因子水平。

4

体内移植实验

评估不同供体NTSCs、NTSCs-H和NTSCs-SC移植对5×FAD小鼠AD病理和认知功能的影响。

将PBS或NTSCs(不同供体或分型)立体定向注射至16周龄5×FAD小鼠海马,6周后进行MWM测试,7周后取脑组织进行免疫组化、Western blot和ELISA分析。

5

脑类器官模型验证

评估NTSCs-H和NTSCs-SC对AD患者iPSC来源脑类器官中AD病理的改善作用。

将AD-COs#1-3与NTSCs-H或NTSCs-SC共培养5-6天,检测Aβ聚集体、tau磷酸化、小胶质细胞活化、神经元死亡、钙信号及突触标记物等。

6

体内安全性评估

评估NTSCs静脉注射的安全性。

向WT小鼠静脉注射3×10^6 NTSCs或生理盐水,观察13周,监测生存率、体重及血液学、生化指标。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
α-MEM培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
青霉素/链霉素Invitrogen--
胰蛋白酶-EDTA溶液----
StemSpan-XF培养基STEMCELL Technologies100-0073
CytoTune-iPS仙台病毒重编程试剂盒Thermo Fisher Scientific--
mTeSR1培养基STEMCELL Technologies85850
基质胶Corning354277
Accutase消化液Thermo Fisher ScientificA1110501
庆大霉素Shinnpung Pharm--
酮洛芬SDC Pharm--
抗Aβ抗体(6E10)BioLegend803002
生物素化马抗小鼠IgG抗体Vector Laboratories--
FITC标记链霉亲和素Invitrogen50-112-1547
抗Iba-1抗体Wako019-19741
抗NeuN抗体Merck MilliporeABN78
抗人核抗原抗体Merck MilliporeMAB1281
TUNEL检测试剂盒Cell Signaling Technology25879
DAPISigma-Aldrich--
Aβ42 ELISA试剂盒InvitrogenKHB3441
抗SSEA3抗体Abcamab16286
抗CD105-PE抗体BD Biosciences560839
EZ-Cytox细胞增殖检测试剂盒DAEILLAB--
人细胞因子抗体芯片C5试剂盒RayBiotechAAH-CYT-5-2
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific--
蛋白酶抑制剂GenDEPOT--
Bis-Tris蛋白凝胶Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Roche--
抗骨桥蛋白抗体Santa Cruz BiotechnologySC21742
抗脑啡肽酶抗体Merck MilliporeAB5458
抗CD11b抗体Novus BiologicalsNB110-89474
抗磷酸化tau抗体Thermo Fisher ScientificMN1020
抗β-III微管蛋白抗体BioLegend801201
抗TLR4抗体Proteintech19811-1-AP
抗MyD88抗体Abcamab219413
抗磷酸化IkBα抗体Cell Signaling2859S
抗IkBα抗体Abcamab32518
抗NF-κB p65磷酸化抗体Abcamab86299
抗NF-κB p65抗体Abcamab16502
抗β-肌动蛋白抗体Santa Cruz BiotechnologySC47778
增强化学发光检测试剂Thermo Fisher Scientific--
Y27632(ROCK抑制剂)----
表皮生长因子Thermo Fisher ScientificAF-100-15
成纤维细胞生长因子2Thermo Fisher Scientific100-18B
脑源性神经营养因子Thermo Fisher ScientificPHC7074
层粘连蛋白----
Transwell系统Merck Millipore--
Fluo-4 AM钙指示剂Thermo Fisher ScientificF14201
泊洛沙姆F-127Thermo Fisher ScientificP3000MP
Chromium单细胞3'试剂盒(3.1版)10x Genomics--
Zeiss LSM510共聚焦显微镜Carl Zeiss--
Smart 3.0视频追踪系统Panlab--
Hamilton注射器(26号针头)Hamilton Company--
微量注射泵KD Scientific--
FACSCanto II流式细胞仪BD Biosciences--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
NTSCs分离与培养
鼻甲组织来源、分离方法、培养基成分(α-MEM、10%FBS、1%青霉素/链霉素)、培养时间(3周)、传代次数(5-6代)
阅读提示:Methods: Isolation and culture of human NTSCs
Muse细胞比例分析
流式细胞术抗体(anti-SSEA3, anti-CD105-PE)、孵育条件(1h, 4°C)、FACS缓冲液、仪器设置
阅读提示:Methods: Flow cytometry
体内移植实验
小鼠品系(5×FAD)、年龄(16周)、性别(雄性)、细胞剂量(1×10^5 cells/3μL)、注射位点(双侧海马齿状回)、麻醉用药、术后抗生素和镇痛药
阅读提示:Methods: Cell transplantation, Behavioral test, Figure 1
脑类器官模型验证
COs培养天数(40-50天)、共培养NTSCs数量(4-5×10^4 cells)、共培养时间(5-6天)、COs数量(4-5个)
阅读提示:Methods: Generation of human COs and treatment, Figures 6-8
Western blot分析
蛋白提取方法(RIPA缓冲液)、凝胶浓度(4-12% Bis-Tris)、一抗稀释比例、二抗、检测试剂
阅读提示:Methods: Western blotting