神经干细胞的临床应用获重大突破

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[生物通讯]一组研究如何替代大脑中患病或受损细胞的科学家推动神经干细胞技术向临床应用方向前进了关键的一大步。

在2003年6月期的《神经化学杂志》的网络版上，威斯康辛大学麦迪逊分校Waisman 中心的科学家首次描述了人类胎儿神经干细胞系的分子特征，这个干细胞系经诱导已在培养基中生长了一年多。

文章的领导作者在文中写道，这项研究深入分析了人类神经干细胞的全基因表达，展示了一种延长胎儿干细胞培养物存活期的方法，使生产出足够神经干细胞用于疾病治疗成为可能。

“现在，我们已经识别出可长久存活的神经干细胞系的特征。”她说。“这些遗传特征以及我们培养可长久存活的干细胞系的能力，使神经干细胞朝着临床应用的方向迈进了一大步。”

不同于人类胚胎干细胞，衍生自胎儿组织的干细胞不能在细胞培养基中生长。但由于对胎儿神经干细胞的研究甚至早于胚胎干细胞，因此科学家对胎儿神经干细胞的性能更为了解，因此它们可能更早作为帕金森氏症和肌萎缩性侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis ，ALS)等的治疗方法用于临床。

在培养物中，胎儿神经干细胞可被诱导分化为神经球（neurosphere），神经球是前体脑细胞的聚合体。当神经球植入大脑时，可迁移到大脑的不同部位，整合并发育为构成大脑的许多不同的专化细胞类型。

“这些细胞是未来疗法的基础。这些就是我们想要移植的细胞。”文章的高级作者、神经干细胞领域的权威科学家Clive Svendsen说。

但由于这些细胞在培养基中有逐渐消失的趋势，因而很难到达可用于治疗的数量，科学家对神经干细胞的利用因此大大受限。威斯康辛的这个研究小组报道，他们培养的3个细胞系在培养基中持续生长和分裂了50周。

通过增加一个已知为白血病抑制因子的信号传导分子到培养基中，研究人员成功延长了胎儿神经干细胞的存活期。

随后，研究人员将这些细胞进行基因芯片分析，为了解神经干细胞的遗传活动，共分析了3个细胞系中的近33,000个基因。了解哪些基因在胎儿神经干细胞中表达对于识别细胞特征，制备用于移植疗法的细胞极为重要。

“这是首次对神经干细胞进行全面的遗传分析，同时可能据此建立一个文库。”Svendsen说。

通过分析在神经球中表达的基因，科学家可以在分子水平获得必要的了解，从而培养出可用作移植治疗的细胞。例如，威斯康辛研究小组可以监测影响免疫应答的基因的活动。

对于任何细胞或组织而言，用于移植的一个重要障碍就是找到避过机体免疫系统的方法，因为免疫系统会对外来细胞和组织产生排斥。通过遗传操作，有可能创造出能骗过免疫系统的细胞，从而无需使用移植免疫系统的药物。

“我们看到，大量MHC（主要组织相容性复合物）基因收到影响。”Svendsen说。“这就是细胞表面受到了怎样的影响，从而使免疫系统识别出它们的。”

Svendsen强调说，虽然这项新研究是干细胞走向临床应用的路途中的必要和关键一步，但真正实现之前还有许多工作要做。”

Svendsen表示，基因芯片分析的有关数据将会在网上发布，供其他研究神经干细胞的研究人员使用。（生物通编译）