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研究背景:神经干细胞负责神经系统的维持和损伤修复,而目前对于神经干细胞的衰老在老年神经系统和相关疾病中的确切作用仍不是十分清楚。本研究利用实验动物C57BL/6J小鼠,探究神经干细胞的年龄相关性变化,包括细胞丰度、增殖、分化及基因表达谱,从而为进一步探明神经干细胞衰老与神经系统退行性疾病间的联系奠定基础。研究方法:（1）小鼠神经细胞分离:颈椎脱位处死小鼠,分离大脑海马齿状回组织,通过机械分离和消化后,经细胞筛过滤制备成为单细胞悬液。（2）小鼠神经干细胞的流式分析及分选:新鲜分离的细胞悬液经抗细胞表面标志蛋白抗体孵育染色后,对神经干细胞的表型和含量进行分析或通过流式分选仪进行分选。（3）细胞周期测定:新鲜分离的神经细胞首先经抗细胞表面标志的抗体孵育染色后,对细胞进行固定、渗透破膜和7-AAD染色,利用流式细胞仪分析靶细胞群的细胞周期分布。（4）神经干细胞体外分化能力鉴定:将分选得到的靶细胞群经特定的神经分化培养基体外诱导培养,14天后对分化的细胞进行细胞表面标志的免疫荧光鉴定。（5）基因表达谱的检测与分析:将分离得到的靶细胞群提取总RNA,再逆转录合成cDNA,基因芯片型号为Affymetrix GeneChip Mouse Gene 1.0 ST Array由商业公司进行测定,对基因表达谱的分析包括:差异表达基因分析、GO基因功能分析、pathway分析等;并通过实时定量PCR对芯片结果进行验证。（6）小鼠脑海马区石蜡切片的免疫组化染色:提取青年、中年和老年小鼠脑组织,对其分别进行石蜡切片,利用SABC法对切片进行免疫组化染色。（7）统计方法:采用SPSS18.0统计分析软件对实验数据进行“one-way ANOVA”和“two-way ANOVA”分析,统计结果以平均值±标准差表示。研究结果:（1）不同年龄段小鼠海马神经干细胞的含量变化:我们发现神经干细胞CD133+GFAP+CD117+Sca-1+的含量在中年和老年小鼠中均显著低于青年组（中年VS青年:0.021%±0.006%VS 0.024%±0.009%,P<0.05;老年 VS 青年:0.008%±0.003%VS 0.024%±0.009%,P<0.05）,显示神经干细胞的含量随着年龄的增加而减少。（2）不同年龄小鼠神经干细胞的周期分布变化:CD133+GFAP+CD117+Sca-1+神经干细胞中处于S/G2期的细胞百分比在青年小鼠中均高于中年组（47.84%±0.56%VS 44.82%±0.72%,P<0.01）和老年组（47.84%±0.56%VS41.98%±1.01%,P<0.001）,且中年组处于S/G2期的细胞百分比同样高于老年组（44.82%±0.72%VS41.98%± 1.01%,P<0.01）,说明神经干细胞的增殖能力随年龄的增加而减弱。（3）不同年龄小鼠神经干细胞分化能力的变化:体外分化实验显示,青年鼠与老年鼠CD133+GFAP+CD117+Sca-1+细胞群均能够分化形成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,但后者的分化细胞的活性要弱些,表现为细胞形态不规则和个体变小。（4）不同年龄小鼠神经干细胞的基因表达变化:Microarray测定结果显示,青年小鼠与老年小鼠CD133+GFAP+CD117+Sca-1+神经干细胞间存在519个差异倍数大于2的基因,包括Ccl3、Tlr7、Lcn2,这些差异表达的基因主要参与免疫调节、细胞增殖、凋亡、代谢等功能;对于不具干细胞特性的CD133+GFAP+CD117+与Sca-1-细胞群,其在青、老年小鼠中存在的差异表达基因仅19个,包括C4b、Apod、Tlr7等,说明神经干细胞相较于不具干细胞特性的细胞在衰老过程中的基因表达变化更复杂。比较分析发现,CD133+GFAP+CD117+Sca-1+神经干细胞与 CD133+GFAP+CD117+与Sca-1-细胞群在青年小鼠中存在有404个差异表达的基因,包括Slco1a4、Ly6c1、Ctla2a;而在老年小鼠中存在有1109个差异表达的基因,包括Ctla2a、Ly6c1、Slco1a4。无论是青年小鼠还是老年小鼠,这两个细胞群间的差异表达基因均与细胞增殖、分化、凋亡及免疫调节方面有关。以上结果说明神经干细胞在衰老中的基因表达受到更严格的表观遗传学修饰,这可能与衰老机体中神经系统功能的退化有的密切的关系。（5）不同年龄小鼠海马区中GFAP+与Sca-1+的分布变化:我们进一步对神经干细胞在体内与年龄相关的变化进行了免疫组化鉴定。不同年龄小鼠海马区GFAP+均呈现胶质细胞的形态,含量较Sca-1+细胞多。与预期不同,GFAP+细胞和Sca-1+细胞在这三个年龄组中均没有形态、数量上的显著差异。结论:本研究表明,CD133+GFAP+CD117+Sca-1+神经干细胞伴随着老化表现出各种变化,包括其含量及自我更新能力随年龄的增加而降低、分化的细胞活性降低,并受到严格的基因表达调控。神经干细胞的这些年龄相关性变化可能与年龄相关性神经系统功能的退化甚至神经系统疾病存在密切的联系。