诱导胚胎干细胞向神经细胞分化方法的研究与探讨

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1、细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志第26卷第2期细胞生物学杂志Vol.26,NO.22∞4年4月ChineseJoumalofCellBiologyApril,2004诱导胚胎干细胞向神经细胞分化方法的研究与探讨顾文佳庞希宁*细胞生物学杂志(中国医科大学卫生部细胞生物学重点实验室发育生物学教研室，沈阳110001)细胞生物学杂志细胞生物学杂志摘要:胚胎干细胞(ES细胞)是一种能够在体外进行不断自我史新，并具有多种分化潜能的细胞。胚胎千细胞向神经细胞诱导分化的研究进展迅速，相关实验技术和理论也不断发展。总结了近年来各国研究者诱导小鼠和人胚胎干

2、细胞向神经细胞分化的方法细胞生物学杂志，分析了一些方法的原理并初步探讨其相关的分子机制，并细胞生物学杂志提出一些可行性新方法。胚胎千细胞向神经细胞诱导分化因其体外的可操作性、来源的广泛性及质量可控性将有可能成为临床上治疗神经系统疾病的有效方法。关键词:胚胎干细胞:诱导分化;神经细胞中图分类号:Q813.1;Q21;R329.21文献标识码:A文章编号:0253-9977(2004)02-145-04哺乳动物的胚胎干细胞(embryonicstemcells,ES最常用于诱导神经细胞分化的物质是维甲酸细胞)研究近年来己取得了较大进展，人类胚胎干(re

3、tinoicacid,RA)，它已被证实是一类促神经生细胞生物学杂志细胞(hES细胞)的研究起步较晚，但在无数哺乳动长因子，不仅对多潜能干细胞有神经诱导作用，对物尤其是鼠类ES细胞的培养和诱导分化的方法上己细胞生物学杂志分化末期的神经前体细胞也有促进增殖、成熟的作细胞生物学杂志获得很多成功经验。用。它的优点在于只要向已开始分化的ES细胞培胚胎干细胞理论上可以分化为体内任何一种细养液中添加一定剂量的RA[I.2.3]，甚至在未分化的细胞生物学杂志胞，体外大量繁殖可为细胞移植提供足够的来源，ES细胞中直接添加R细胞生物学杂志A[4]，就可以获得大比例的

4、神细胞生物学杂志因此利用ES细胞进行细胞移植的研究近年来己成为经细胞，它所需时间短、成本低，是使用广泛的研究热点，体外定向诱导干细胞分化为特异性细胞神经诱导方式。或其前体，再植入受者体内，可达到修复损伤、治由Bain等人川于1995年创立的"八日诱导程疗疾病的目的。神经系统一直被认为再生能力有序"，即"4-/4+法"是最经典的RA诱导法。他限，尤其是成体神经元不再分裂，这大大影响了神们将未分化的鼠ES细胞(mES)吹散，在悬液中培养经系统疾病患者的康复，因此体外诱导ES细胞产4天形成拟胚体(embryoidbody,EB)，再向培养液生神经细胞，以

5、治疗神经系统疾病的研究更加有意中添加0.5μmol/L的全反式维甲酸(ATRA)，培养4义。本文着重对各国学者体外诱导ES细胞产生神天，观察到有38%的神经元样细胞。因hES细胞经细胞的实验方法做一总结，井初步探讨了其中的与mES细胞生长周期、体积不同，对诱导剂的剂细胞生物学杂志分子机制细胞生物学杂志。方法大致分为两大类:基因外诱导量反应也不同，Schuldiner等人[2]研究表明，较高(epigeneticmanipulation)和基因修饰(genetic浓度RA(1μmol/L)，及较长的作用时间(细胞生物学杂志21天)能更methods)

6、。有效的诱导hES细胞产生神经元样细胞。亦有报道细胞生物学杂志细胞生物学杂志hES细胞与高浓度RA(10μmol/L)作用4天，产生了1基因外诱导(87士的%的A2B5或PS-NCAM阳性细胞[匀。在基因外即细胞水平对ES细胞进行诱导分化，RA诱导神经分化的机制是通过结合于RA受体包括使用特异性诱导剂、序贯诱导法，还有目前尚RAR、RXR，后者与目的基因的DNA结合域(RA有争议的特殊诱导方法。各种方式各有优势，其诱反应元件，RARE)结合，激活神经相关基因井抑制细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细

7、胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志细胞生物学杂志146细胞生物学杂志第26卷激活follistatin，抑制了BMP，从而促进神经分化细胞化学法证实为原始神经上皮。分离出的这些神的[7]:用BMP-4处理P19细胞，阻断了RA诱导的经前体细胞既可以在EGF、bFGF的作用下繁殖，神经发育，并检测到上皮细胞标志物[8]。又能够自发进行分化，表达成熟神经元的特异性抗l.2序贯诱导法原[15]0Reubinoff等人继续深入该实验，使用无血序贯诱导法是模仿体内胚胎细胞生长、分化环清神经细胞培养液让hES细胞过度生长，在细

8、胞集境，按ES细胞生长阶段逐步改变培养液成分、血落中央获得了高纯度的原始神经上皮，通过进一步清浓度细胞生物学杂志，添加生长