常氧和缺氧状态下无糖乳酸和高糖细胞培养液中神经元和神经元干细胞的生存

到目前为止，有关分离的神经元、神经干细胞和神经祖细胞（NPCs）生存的研究还有以下几个问题尚未阐明：（1）如果乳酸是神经元的一种主要生理基质，神经元和NPCs是否能在无葡萄糖乳酸环境中生存？（2）如果在缺血状态下葡萄糖水平的升高对神经元的生存是不利的，高浓度的葡萄糖（40 mmol/L）对神经元和NPCs是否有伤害？（3）氧气缺乏和葡萄糖缺乏二者之中，哪一个是在氧糖剥夺（OGD）条件下影响细胞生长的不利因素？还是两者共同起作用？该研究在常氧、缺氧和OGD等条件下，将大鼠皮层神经元和NPCs暴露于0～40 mmol/L一系列浓度的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，采用生化实验和自动细胞化学形态学方法检测细胞存活率，同时，测量细胞培养基的pH值、重碳酸盐、乳酸和葡萄糖的浓度，以及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶活性。结果发现：（1）神经元和NPCs在无葡萄糖的乳酸中至少能生存24 h。（2）大于5 mmol/L的高糖溶液对细胞存活率没有影响。（3）与10 mmol/L葡萄糖溶液相比，细胞在OGD条件下的存活率下降了50%。然而，细胞在OGD中与在缺氧的乳酸中的存活率没有明显的差别，细胞存活率都降低30%。总半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶仅在缺氧葡萄糖组中表达活性升高。该研究表明：（1）乳酸是神经元和NPCs生存的独特代谢底物。（2）在常氧和缺氧条件下，处于高糖溶液的神经元和NPCs的存活率没有下降。（3）在OGD条件下，常氧低糖水平对神经元和NPCs是有害的。