iPS細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞分化的能力

     威斯康星大學(xué)麥迪遜分校張素春教授與Robert Krencik完成，其中張素春教授為復(fù)旦大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者，主要研究方向?yàn)楦杉?xì)胞研究領(lǐng)域，曾通過比較iPS細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞分化成大腦細(xì)胞的能力，指出iPS細(xì)胞，即使是那些不用導(dǎo)入外源基因誘導(dǎo)的iPS細(xì)胞，也比相應(yīng)的胚胎干細(xì)胞的分化效率，和保持精確度差。

     星形膠質(zhì)細(xì)胞（astrocyte）是膠質(zhì)細(xì)胞中zui大的一種，胞體呈星形，核大呈圓形或橢圓形，染色較淺。胞質(zhì)內(nèi)有交織走行的神經(jīng)膠質(zhì)絲（neuroglial filament）。星形膠質(zhì)細(xì)胞能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞間隙的K+和神經(jīng)遞質(zhì)濃度，來影響神經(jīng)元的功能活動(dòng)。因此，這種細(xì)胞對(duì)維持神經(jīng)細(xì)胞微環(huán)境的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)代謝過程起重要作用。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞迅速分裂增殖，以形成膠質(zhì)瘢痕形式進(jìn)行修復(fù)。

     今年5月，張素春教授研究組成功將人類多能干細(xì)胞分化為近似均一的不成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞群，并證實(shí)這些細(xì)胞具有與原代膠質(zhì)細(xì)胞相似的基因表達(dá)、谷氨酸攝取與促進(jìn)突觸生成等功能特性。當(dāng)將這些細(xì)胞移植到小鼠大腦中，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞連接到腦毛細(xì)血管，并轉(zhuǎn)化為成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞。
這項(xiàng)研究將為研究大腦發(fā)育和功能，了解膠質(zhì)細(xì)胞在疾病進(jìn)程中的作用提供新的細(xì)胞模型，并將推動(dòng)神經(jīng)疾病新治療策略的開發(fā)，是干細(xì)胞研究領(lǐng)域的一項(xiàng)突破性成果。

     為了能幫助更多的研究人員通過這項(xiàng)成果更深入分析干細(xì)胞的誘導(dǎo)分化，張素春教授等人將具體的從人類多能干細(xì)胞中直接分化和維持功能性星形膠質(zhì)細(xì)胞的化學(xué)定義系統(tǒng)公布。首先將人類干細(xì)胞分化成神經(jīng)上皮細(xì)胞，這個(gè)過程需要至多21天的時(shí)間，外源模式分子都加可不加，然后將上皮細(xì)胞簇分散在懸浮液（有絲分裂原）中，在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間里生成星形膠質(zhì)細(xì)胞亞型（第21天-90天），zui后星形膠質(zhì)祖細(xì)胞或者擴(kuò)增一段時(shí)間，或者分化成功能性星形膠質(zhì)細(xì)胞。

     采用這種方法將能高效得到功能性多元星形膠質(zhì)細(xì)胞，這為研究大腦發(fā)育和功能，了解膠質(zhì)細(xì)胞在疾病進(jìn)程中的作用提供了新的細(xì)胞模型。