人胚胎干细胞定向分化为神经前体细胞

人胚胎干细胞(human embryonic stem cells, hES细胞)来源于植入前胚胎的内细胞团，具有自我更新能力和发育全能性，能够在体内外分化为代表三个胚层的细胞类型。hES细胞来源的神经前体细胞（neural progenitor）对于研究胚胎早期的神经发育以及药物筛选和神经系统疾病的细胞替代性治疗具有重要意义。然而，许多因素影响了ES细胞的临床应用，如供体细胞不足、纯度低、异源物质污染等。 本研究采用同源饲养层培养的hES细胞在单层培养条件下高效地分化得到了神经前体细胞。主要结论如下：1）hES细胞在同源饲养层HAFi上培养八个月后仍保持ES细胞的各项表型特征和抗原特性。表明HAFi能够支持hES细胞的长期培养，从培养条件上避免了异源物质污染的可能性。2）单层贴壁分化的方法培养成分简单，不含血清和条件培养基，不需繁琐的筛选步骤就可以得到高比例的神经前体细胞（97.5%±0.83%）（P＜0.05）。此外，成分确定的培养基是研究神经分化的分子机制的良好模型。3）hES细胞来源的神经前体细胞具有分化为神经元，星形胶质和少突胶质细胞的能力，并能够模拟体内神经发育的过程和分子表达模式。长期的传代培养中发现，随着培养时间的延长，nestin阳性的神经前体细胞比例下降，同时发育能力也发生了变化。在传代培养的早期，神经前体细胞发育为神经元的比例很高，几乎没有胶质细胞分化出来。随培养时间的延长，胶质细胞的比例逐渐上升。进一步研究发现具有bHLH (basic helix-loop-helix) 结构域的转录因子neurogenein2(Ngn2) 和olig2可能在这一变化中发挥了重要的作用。