As a promising cell therapy, neural crest-derived ectoderm mesenchymal stem cells (EMSCs) secrete high amounts of extracellular matrix (ECM) and neurotrophic factors, promoting neural stem cell (NSC) differentiation into neuronal lineages and aiding tissue regeneration. Additionally, the forced overexpression of secreted proteins can increase the therapeutic efficacy of the secretome. Tissue transglutaminase (TG2) is a ubiquitously expressed member of the transglutaminase family of calcium-dependent crosslinking enzymes, which can stabilize the ECM, inducing smart or living biomaterial to stimulate differentiation and enhance the neurogenesis of NSCs. In this study, we examined the neuronal differentiation of NSCs induced by TG2 gene-modified EMSCs (TG2-EMSCs) in a co-culture model directly. Two weeks after initiating differentiation, levels of the neuronal markers, tubulin beta 3 class III and growth-associated protein 43, were higher in NSCs in the TG2-EMSC co-culture group and those of the astrocytic marker glial fibrillary acidic protein were lower, compared with the control group. These results were confirmed by immunofluorescence, and laminin, fibronectin and sonic hedgehog (Shh) contributed to this effect. The results of western blot analysis and the enzyme-linked immunoassay showed that after TG2-EMSCs were co-cultured for 2 weeks, they expressed much higher levels of Shh than the control group. Moreover, the sustained release of Shh was observed in the TG2-EMSC co-culture group. Overall, our findings indicate that EMSCs can induce the differentiation of NSCs, of which TG2-EMSCs can promote the differentiation of NSCs compared with EMSCs.

作为一种有前景的细胞疗法，神经嵴来源的外胚层间充质干细胞 (EMSC) 分泌大量细胞外基质 (ECM) 和神经营养因子，促进神经干细胞 (NSC) 分化为神经元谱系并帮助组织再生。此外，分泌蛋白的强制过度表达可以提高分泌组的治疗效果。组织转谷氨酰胺酶 (TG2) 是钙依赖性交联酶转谷氨酰胺酶家族中普遍表达的成员，可稳定 ECM，诱导智能或活生物材料刺激分化并增强神经干细胞的神经发生。在这项研究中，我们直接在共培养模型中检测了由 TG2 基因修饰的 EMSCs (TG2-EMSCs) 诱导的 NSCs 的神经元分化。开始分化两周后，与对照组相比，TG2-EMSC 共培养组的神经干细胞中神经元标记物、微管蛋白 3 III 类和生长相关蛋白 43 的水平较高，而星形细胞标记物胶质纤维酸性蛋白的水平较低。这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。与对照组相比，TG2-EMSC 共培养组的神经干细胞中的微管蛋白 3 III 类和生长相关蛋白 43 较高，而星形细胞标志物胶质纤维酸性蛋白的含量较低。这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。与对照组相比，TG2-EMSC 共培养组的神经干细胞中的微管蛋白 3 III 类和生长相关蛋白 43 较高，而星形细胞标志物胶质纤维酸性蛋白的含量较低。这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。与对照组相比，TG2-EMSC 共培养组 NSCs 中的 这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。与对照组相比，TG2-EMSC 共培养组 NSCs 中的 这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。与对照组相比。这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。与对照组相比。这些结果通过免疫荧光证实，层粘连蛋白、纤连蛋白和声波刺猬 (Shh) 促成了这种效果。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。Western印迹分析和酶联免疫分析结果表明，TG2-EMSCs共培养2周后，其表达的Shh水平远高于对照组。此外，在 TG2-EMSC 共培养组中观察到 Shh 的持续释放。总的来说，我们的研究结果表明，EMSCs 可以诱导 NSCs 的分化，其中与 EMSCs 相比，TG2-EMSCs 可以促进 NSCs 的分化。