常氧和缺氧狀態下無糖乳酸和高糖細胞培養液中神經元和神經元干細胞的生存

到目前為止，有關分離的神經元、神經干細胞和神經祖細胞（NPCs）生存的研究還有以下幾個問題尚未闡明：（1）如果乳酸是神經元的一種主要生理基質，神經元和NPCs是否能在無葡萄糖乳酸環境中生存？（2）如果在缺血狀態下葡萄糖水平的升高對神經元的生存是不利的，高濃度的葡萄糖（40 mmol/L）對神經元和NPCs是否有傷害？（3）氧氣缺乏和葡萄糖缺乏二者之中，哪一個是在氧糖剝奪（OGD）條件下影響細胞生長的不利因素？還是兩者共同起作用？該研究在常氧、缺氧和OGD等條件下，將大鼠皮層神經元和NPCs暴露于0～40 mmol/L一系列濃度的D-葡萄糖溶液中，或者是在10和20 mmol/L的L-乳酸中。24 h之后，采用生化實驗和自動細胞化學形態學方法檢測細胞存活率，同時，測量細胞培養基的pH值、重碳酸鹽、乳酸和葡萄糖的濃度，以及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶活性。結果發現：（1）神經元和NPCs在無葡萄糖的乳酸中至少能生存24 h。（2）大于5 mmol/L的高糖溶液對細胞存活率沒有影響。（3）與10 mmol/L葡萄糖溶液相比，細胞在OGD條件下的存活率下降了50%。然而，細胞在OGD中與在缺氧的乳酸中的存活率沒有明顯的差別，細胞存活率都降低30%。總半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶僅在缺氧葡萄糖組中表達活性升高。該研究表明：（1）乳酸是神經元和NPCs生存的獨特代謝底物。（2）在常氧和缺氧條件下，處于高糖溶液的神經元和NPCs的存活率沒有下降。（3）在OGD條件下，常氧低糖水平對神經元和NPCs是有害的。