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背景：由视网膜色素上皮(Retinal Pigmented Epithelium，RPE)功能不良所致的视网膜变性疾病为最常见的致盲原因之一。年龄相关性黄斑变性(age-relatedmacular degeneration，AMD)为发达国家中视网膜变性疾病的首要原因。此外，Stargardt黄斑营养不良、视网膜营养不良以及某些表型的视网膜色素变性所导致的视觉损害和盲目疾病也可归结为RPE功能不良性疾病。为研究此类疾病，许多学者会采用碘酸钠（sodium iodate，NaIO3）制备的视网膜损伤模型进行分析。对该模型的研究主要集中于碘酸钠对视网膜结构和视网膜细胞的损伤作用，较少涉及到碘酸钠对视网膜内源性干细胞的作用，对视网膜干细胞的增殖和分化命运的影响更是很少涉及。本实验拟采用不同浓度的碘酸钠处理神经干细胞株，分析其对神经干细胞增殖、凋亡、神经分化和胶质分化的影响，以及碘酸钠处理对干细胞命运决定相关信号通路Wnt/β-catenin、Noggin和转化生长因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）/SMAD2/3的影响，以阐明视网膜在受到碘酸钠损伤时，内源性干细胞的命运改变及其调控机制。
目的：探讨在不同浓度下碘酸钠对神经干细胞增殖和分化的影响，及可能的调控机制。
方法：采用不同浓度碘酸钠（0.5μg/ml，5μg/ml，50μg/ml）剂量处理神经干细胞株，采用流式细胞术测量细胞凋亡和细胞周期的改变以及分化为神经元和星形胶质细胞的比例。采用免疫荧光检测碘酸钠处理对神经干细胞分化为神经元和星形胶质细胞的影响。通过荧光定量PCR对比不同剂量碘酸钠处理对神经干细胞增殖相关信号因子Axin2、β-catenin、糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthasekinase-3β，GSK-3β)表达的调控作用，以及细胞分化相关信号分子TGF-β1、Smad2/3、Noggin、骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein4，BMP4)表达的作用。
结果：在光学相差显微镜下未发现不同浓度的碘酸钠处理对神经干细胞大体形态产生明显影响。空白对照组和低、中剂量碘酸钠处理组的神经干细胞生长到第三天时细胞数量达到顶峰，在第4天细胞数量开始出现明显下降，高剂量碘酸钠处理组的神经干细胞密度在处理后第三天提前出现了下降。流式细胞术测量神经干细胞的凋亡比例随着碘酸钠浓度的提高而逐渐增大。流式细胞术测量细胞周期显示在处理早期高剂量碘酸钠处理组处于分裂期的细胞比例低于其他处理组，而碘酸钠处理中晚期高剂量碘酸钠处理组处于分裂期的比例高于其他处理组。随着碘酸钠浓度的上升Wnt/β-catenin途径mRNA水平受到抑制。比较不同剂量碘酸钠处理组的神经干细胞分化情况可发现，随着碘酸钠浓度的上升，神经元的Ⅲ类β-微管蛋白(neuronal ClassⅢβ-Tubulin，Tuj1)阳性细胞比例逐步下降而神经胶质酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）阳性细胞比例逐步上升。在分化的后期，随着碘酸钠浓度的上升，神经干细胞中Noggin的表达水平逐渐下降，而BMP4的表达水平逐渐上升。分化中期开始，随着碘酸钠浓度的上升TGF-β1/SMAD2/3途径出现明显上调。
结论：碘酸钠对于神经干细胞的自我更新能力和分化能力都有明显的影响。在自我更新能力方面，表现为使神经干细胞的凋亡增加、增殖能力下降，可能是通过抑制Wnt/β-catenin途径达到的。在分化能力方面，碘酸钠通过抑制Noggin通路和促进TGF-β1/SMAD2/3通路使神经干细胞更多地向星形胶质细胞方向分化。