美科学家从人类胚胎干细胞中诱导出了神经元和神经胶质细胞

　　

BioWorld Today 2001年12月20日报道：大约每十个婴儿一出生，就会有一个带有或轻或重的解剖学畸形。这些先天性缺陷从危害很轻的六指趾畸形、唇裂到危害很重的心脏畸形、脊柱裂等表现不一。脊柱裂是由于在胚胎发育的前两个月，椎骨发育不良，使脊髓腔不能完全的闭合造成的。这种疾病经常伴有非常严重的并发症。

脊柱裂是神经管发育不全(NTD)的一种临床表型，神经管发育不全是一种由遗传和环境因素引起的多因素疾病，其中环境因素起着主要作用，主要是在妊娠早期缺乏某些营养元素引起的。因此对有这种疾病遗传倾向的妊娠妇女，医生常给予叶酸、维生素B6等药物进行预防。在北美白人中这种疾病的发生几率为千分之二。自妊娠前一个月到妊娠后三个月，给予补充叶酸可使婴儿的患病风险降低50-70%。 这种疾病与遗传也有一定关系。父母无相关症状，若其第一个孩子患有神经管发育不全，则其第二个子女的发病风险要比正常增高3%。神经管发育不全可以通过羊水进行产前诊断。

威斯康星大学(Wisconsin U)解剖学教授，神经生物学家Su-Chun Zhang说，神经管是在脑和脊髓发育的早期形成的。他们在最新的研究中发现，在人类胚胎干细胞培养中，有类似神经管的结构发现。

Zhang的研究结果发表在2001年12月份的自然杂志生物技术分册( Nature Biotechnology )上。Zhang是该文的第一作者，这篇论文题目为：“人类胚胎干细胞来源的神经祖细胞的体外移植分化” ( In vitro differentiation of transplantable neural precursors from human embryonic stem cells )。该文的另一位作者是威斯康星大学发育生物学教授James Thomson。Thomson教授在1998年首次分离到了人类的胚胎干细胞。Thomson教授的另一篇相关研究论文题为：人类胚胎干细胞来源的神经祖细胞( Neural progenitors from human embryonic stem cells )。 这篇论文的其它作者来自耶路撒冷Hadassah大学附属医院。

Zhang说，这篇论文主要说明人类的胚胎干细胞可以分化为神经祖细胞，甚至成熟的神经元和神经胶质细胞。

他说，他们用新设计的培养体系，使神经祖细胞进一步分化成成熟的神经元和神经胶质细胞。这篇论文说明，人类胚胎干细胞确实具有多能性，可以产生很多类型的神经元细胞。

从干细胞向脑细胞的分化程序

Zhang说，他们从前的论文已经证实可以大量地产生神经祖细胞。他们通过一项简单的技术从胚胎干细胞分化到超过70%的神经祖细胞，将这种细胞植入完整的幼鼠脑中，能够分化为神经元和神经胶质细胞。

Zhang介绍了他们的分化程序：第一步是从胚胎层细胞中分离到干细胞。然后通过配制的含多种特异性生长因子的培养基，刺激这些细胞进一步发育。他们将细胞在这种培养体系中培养7-10天，其中大部分的细胞会分化为神经祖细胞。更令人惊奇的是，在这种培养体系中还发现了类似神经管的结构。下一步，他们将这种纯系的神经细胞分离出来，然后在一种神经分化培养基中进一步培养，它们会进一步产生出脑神经元和神经胶质细胞。

为了验证在活体中是否会发生相似的分化，他们将这种神经祖细胞移植入新生小鼠的脑组织中，结果这些移植的细胞确实发育成了神经元和神经胶质细胞。

Zhang说，因为以前有移植干细胞分化为肿瘤细胞的报道，他们在研究中，也留心了是否会发生这种情况。他说，由于他们的细胞纯度很高，没有发现任何癌化的迹象。

谈到他们研究的临床前景，Zhang说，他们的研究成果还停留在初步阶段，目前还没有进行临床方面的研究。

他们现在的工作就是要验证这种从干细胞人工诱导的神经元和神经胶质细胞，是否具有正常的功能。因此，他们打算将这种细胞移植入有神经损伤或神经疾患的小鼠体内。除了进行啮齿类动物的实验研究，他们现在也在做帕金森症猴子模型的研究。他们打算在小鼠帕金森症疾病模型中进行人类神经干细胞的试治疗。然后再用他们的方法进行猴子帕金森症的治疗。他们打算先分离到能够产生多巴胺的神经元，然后将这些细胞移植入帕金森症疾病模型中。帕金森症正是由于脑中缺乏多巴胺类物质而引起的。

各生物公司跃跃欲试

Zhang所在的 Waisman中心实验室主要从事神经退化性疾病的治疗。他们用这种干细胞作为细胞替代疗法的细胞来源。他说，他们已得到很多生物技术公司的相关意向，他们对该项研究非常感兴趣。

有几个公司也开展了相关研究，他们希望会有新的发现。Zhang和他的合作者还在进行早期人类胚胎发育的研究，但由于没有足够的胚胎来源，这方面的研究很难展开。另外他们还想结合干细胞与基因组方面的信息，进行人类早期脑发育的细胞及分子机制的研究。

Zhang 最后说，大多数生物技术公司只是感兴趣如何获得可供组织移植用的细胞，他们相信这会有很好的应用前景。(基因潮)