光基因调控下的膜生理特性改变抑制ESC自我更新及促进神经分化机制的研究

项目名称： 光基因调控下的膜生理特性改变抑制ESC自我更新及促进神经分化机制的研究

项目编号： No.81501090

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 医药、卫生

项目作者： 王少军

作者单位： 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院

项目金额： 17.5万元

中文摘要： 干细胞移植是神经损伤及变性疾病最具有前景的治疗手段之一，然而移植细胞的存活及分化整合率低制约了临床应用，亟待解决该问题。电刺激可干预干细胞行为，加速损伤组织修复，然而由于电刺激特异性差，具体机制未阐明。提示操控移植入体内的干细胞膜电生理特性为提升干细胞存活及提高临床疗效提供一个重要思路。光遗传学技术具有精准的时空分辨率，我们前期发现光刺激影响了神经干细胞和ESCs的增殖及自我更新，但具体机制尚需探索。本课题拟研究光刺激引发的膜生理特性改变对光基因化胚胎干细胞的自我更新及神经元定向分化的影响，探讨光刺激后胞内ERK信号通路和钙信号通路的活性改变在上述过程中发挥的作用；并初步在体运用光刺激移植入体内的光基因化干细胞，检测是否促进移植细胞的存活、分化及整合，提升治疗效果。该研究旨在阐明调控胚胎干细胞自我更新及定向分化的分子机制，为提高干细胞的临床疗效及推进干细胞治疗临床应用提供新的实验依据。

中文关键词： 光遗传学；胚胎干细胞；细胞分化；自我更新；钙

英文摘要： Stem cell transplantation is a promising therapy for neural injury and degeneration disease, however, low cell survival, low differentiation and intergation rate hindered the application in clinic. Many groups have tried to explore new way to enhance survival and differentiation of transplanted cells. Interestingly, the electrical stimulation could reach this end by changing the membrane property of stem cell, while the mechanism is not clarified because of low cellular specific of the electrical stimulation. Optogenetics is widely used, owing to its high temporal and spatial precise. We want to clarify the mechanism for the optical stimulation inhibiting self-renewal of embryonic stem cells (ESCs), inducing neural differentiation. Finally, we want to demonstrate whether optical stimulation could enhance functional recovery of neural injuried mouse transplanted with stem cells.

英文关键词： optogenetics;embryonic stem cells;differentiation;self-renewal;calcium