目錄

• 中樞神經(jīng)系統(tǒng)
• 神經(jīng)干細(xì)胞的鑒定
• 體內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞的功能
• 神經(jīng)干細(xì)胞的培養(yǎng)系統(tǒng)
• 神經(jīng)干細(xì)胞的分離策略
• 腦腫瘤干細(xì)胞
• 摘要

神經(jīng)干細(xì)胞：鑒定、功能、培養(yǎng)和分離

中樞神經(jīng)系統(tǒng)

成熟的哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）由三大分化細(xì)胞類型組成：神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)元通過(guò)動(dòng)作電位和神經(jīng)遞質(zhì)向其他神經(jīng)元、肌肉細(xì)胞或腺細(xì)胞傳遞信息。星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞統(tǒng)稱為膠質(zhì)細(xì)胞，除了為神經(jīng)元的最佳功能和存活提供重要的支持作用外，它們自身也發(fā)揮著重要作用。

在哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育始于神經(jīng)外胚層的誘導(dǎo)，神經(jīng)外胚層形成神經(jīng)板，然后折疊形成神經(jīng)管。在這些神經(jīng)結(jié)構(gòu)中，存在著復(fù)雜而異質(zhì)的神經(jīng)上皮祖細(xì)胞（NEP）群體，這是最早形成的神經(jīng)干細(xì)胞類型。在神經(jīng)發(fā)育的早期階段，NEPs經(jīng)歷對(duì)稱分裂以擴(kuò)大神經(jīng)干細(xì)胞池。在神經(jīng)發(fā)育的后期階段，神經(jīng)干細(xì)胞轉(zhuǎn)入非對(duì)稱分裂周期，并產(chǎn)生受系限制的祖細(xì)胞。中間神經(jīng)元祖細(xì)胞首先形成，隨后分化生成神經(jīng)元。在這一神經(jīng)源階段之后，NSCs經(jīng)過(guò)不對(duì)稱分裂，產(chǎn)生神經(jīng)膠質(zhì)限制性祖細(xì)胞，進(jìn)而生成星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的后期包括軸突修剪和神經(jīng)元凋亡期，這對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的回路進(jìn)行了微調(diào)。

以前有一種長(zhǎng)期存在的教條認(rèn)為，成年哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)發(fā)生是完全的，使其無(wú)法進(jìn)行有絲分裂以生成新的神經(jīng)元，因此缺乏修復(fù)因疾病（如帕金森病、多發(fā)性硬化癥）或損傷（如脊髓和腦缺血損傷）造成的受損組織的能力。然而，現(xiàn)在有確鑿證據(jù)表明，在成熟的哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中確實(shí)存在多能性間充質(zhì)干細(xì)胞，盡管它們只存在于特殊的微環(huán)境中。這一發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了一個(gè)新時(shí)代的研究，即了解這些細(xì)胞在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和損傷方面的巨大潛力。

神經(jīng)干細(xì)胞的鑒定

神經(jīng)生物學(xué)家通常交替使用各種術(shù)語(yǔ)來(lái)描述中樞神經(jīng)系統(tǒng)的未分化細(xì)胞。最常用的術(shù)語(yǔ)是“干細(xì)胞”、“前體細(xì)胞”和“祖細(xì)胞”。不恰當(dāng)?shù)厥褂眠@些術(shù)語(yǔ)來(lái)識(shí)別中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的未分化細(xì)胞，導(dǎo)致了神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞研究領(lǐng)域的混亂和誤解。然而，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中這些不同類型的未分化細(xì)胞在技術(shù)上具有不同的特征和命運(yùn)。為了清楚起見(jiàn)，這里使用的術(shù)語(yǔ)是：

• 神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）：能夠自我更新和無(wú)限制增殖的多能細(xì)胞，產(chǎn)生最終分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的子代細(xì)胞。NSC 的非干細(xì)胞后代被稱為神經(jīng)祖細(xì)胞。
• 神經(jīng)祖細(xì)胞：神經(jīng)祖細(xì)胞具有增殖和分化成多種細(xì)胞類型的能力。因此，神經(jīng)祖細(xì)胞可以是單能的、雙能的或多能的。神經(jīng)祖細(xì)胞的一個(gè)顯著特征是，與干細(xì)胞不同，它的增殖能力有限并且不表現(xiàn)出自我更新。
• 神經(jīng)前體細(xì)胞（NPC）：此處使用的是指由神經(jīng)干細(xì)胞的所有未分化子代組成的混合細(xì)胞群，因此包括神經(jīng)祖細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞。神經(jīng)前體細(xì)胞一詞通常用于統(tǒng)稱源自胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的神經(jīng)干細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞的混合群體。

1992年之前，大量報(bào)告證明了在生長(zhǎng)因子存在下從胚胎組織分離的神經(jīng)祖細(xì)胞的神經(jīng)發(fā)生和體外增殖有限的證據(jù)。^3-5雖然已在成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)中鑒定出多個(gè)神經(jīng)祖細(xì)胞亞群，但研究人員無(wú)法令人信服地證明干細(xì)胞的特征，即自我更新、延長(zhǎng)的增殖能力和多譜系潛力的保留。體內(nèi)研究支持增殖發(fā)生在生命早期的觀點(diǎn)，而成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)有絲分裂不活躍，并且在受傷后無(wú)法產(chǎn)生新細(xì)胞。

值得注意的例外包括20世紀(jì)60年代的幾項(xiàng)研究，這些研究清楚地確定了成人大腦中表現(xiàn)出增殖的區(qū)域（前腦室管膜下）⁶，但人們認(rèn)為這是物種特異性的，并且不認(rèn)為存在于所有哺乳動(dòng)物中。20世紀(jì)90年代初，從胚胎和成體中樞神經(jīng)系統(tǒng)中分離出對(duì)特定生長(zhǎng)因子有反應(yīng)并在體外表現(xiàn)出干細(xì)胞特征的細(xì)胞。

^7-8通過(guò)這些研究，Reynolds和Weiss證明，成人CNS中的罕見(jiàn)細(xì)胞群表現(xiàn)出干細(xì)胞的定義特征：自我更新、產(chǎn)生大量后代的能力和多譜系潛力。后來(lái)確定干細(xì)胞在成人大腦中的位置位于紋狀體內(nèi)，⁹研究人員開(kāi)始表明，從該區(qū)域以及成人大腦側(cè)腦室的背外側(cè)區(qū)域分離的細(xì)胞能夠分化為兩者神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。¹⁰

神經(jīng)干細(xì)胞在體內(nèi)的功能

在哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中，從神經(jīng)管產(chǎn)生的神經(jīng)前體細(xì)胞產(chǎn)生多能和更受限的神經(jīng)祖細(xì)胞庫(kù)，然后增殖、遷移并進(jìn)一步分化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。在胚胎發(fā)生過(guò)程中，神經(jīng)前體細(xì)胞源自神經(jīng)外胚層，并且可以在神經(jīng)板和神經(jīng)管形成過(guò)程中首先被檢測(cè)到。隨著胚胎的發(fā)育，在胚胎小鼠、大鼠和人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的幾乎所有區(qū)域都可以識(shí)別出神經(jīng)干細(xì)胞，包括隔膜、皮質(zhì)、丘腦、腹側(cè)中腦和脊髓。從這些區(qū)域分離的NSC具有獨(dú)特的空間特性和分化潛力。

與發(fā)育中的神經(jīng)系統(tǒng)相比，神經(jīng)系統(tǒng)相當(dāng)普遍，具有“神經(jīng)干細(xì)胞”特征的細(xì)胞主要定位于成熟中樞神經(jīng)系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵區(qū)域：室下區(qū)（SVZ），內(nèi)襯前腦側(cè)腦室，和海馬結(jié)構(gòu)齒狀回的顆粒下層（稍后描述）。¹¹

在成年小鼠大腦中，SVZ含有異質(zhì)的增殖細(xì)胞群。然而，人們相信B型細(xì)胞（激活的GFAP+/PAX6+星形膠質(zhì)細(xì)胞或星形膠質(zhì)細(xì)胞樣NSC）是表現(xiàn)出干細(xì)胞特性的細(xì)胞，并且這些細(xì)胞可能直接源自放射狀膠質(zhì)細(xì)胞，放射狀膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)中主要的神經(jīng)前體群體。早期發(fā)育的大腦。該生態(tài)位中的NPC在正常生理?xiàng)l件下相對(duì)靜止，但在照射后可被誘導(dǎo)增殖并重新填充SVZ。

¹⁰室下區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生快速分裂的轉(zhuǎn)運(yùn)放大祖細(xì)胞（TAP或C細(xì)胞）維持整個(gè)成年期的神經(jīng)發(fā)生，然后分化并產(chǎn)生神經(jīng)母細(xì)胞。TAP和神經(jīng)母細(xì)胞通過(guò)頭端遷移流 (RMS) 遷移，并進(jìn)一步分化為嗅球中的新中間神經(jīng)元。這種持續(xù)的神經(jīng)發(fā)生得到了SVZ中NSC的支持，對(duì)于維持嗅覺(jué)系統(tǒng)至關(guān)重要，為嚙齒類動(dòng)物的嗅球和非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物的聯(lián)合皮層提供了新的神經(jīng)元來(lái)源。¹²盡管成人大腦中的RMS一直難以捉摸，但也觀察到神經(jīng)母細(xì)胞通過(guò)RMS進(jìn)行類似的遷移。¹³

神經(jīng)發(fā)生也持續(xù)存在于海馬體的顆粒下區(qū)，該區(qū)域?qū)τ趯W(xué)習(xí)和記憶很重要，導(dǎo)致新顆粒細(xì)胞的產(chǎn)生。譜系追蹤研究已將神經(jīng)祖細(xì)胞定位到海馬背側(cè)區(qū)域，即齒狀回內(nèi)塌陷的腦室中。

¹⁰研究表明，來(lái)自顆粒下層的神經(jīng)源性細(xì)胞的增殖潛力可能比室下區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞更有限，并且比真正的干細(xì)胞更有可能是祖細(xì)胞。¹⁴最近的證據(jù)還表明，神經(jīng)發(fā)生在海馬體中與嗅球中發(fā)揮著不同的作用。雖然室下區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞發(fā)揮維持作用，但人們認(rèn)為海馬神經(jīng)發(fā)生有助于增加新神經(jīng)元的數(shù)量，并有助于海馬在整個(gè)成年過(guò)程中的生長(zhǎng)。¹²

神經(jīng)祖細(xì)胞也在脊髓中央管腦室區(qū)和軟腦膜邊界^15-16中被鑒定出來(lái)，并且將來(lái)可能會(huì)鑒定出更多的區(qū)域祖細(xì)胞群。

中科神經(jīng)干細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)

旨在分離、擴(kuò)展和功能表征NSC群體的體外方法徹底改變了我們對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞生物學(xué)的理解，并增加了我們對(duì)NSC遺傳和表觀遺傳調(diào)控的了解。¹⁷在過(guò)去的幾十年里，人們開(kāi)發(fā)了許多培養(yǎng)系統(tǒng)，試圖重現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)不同的體內(nèi)發(fā)育階段，從而能夠隔離和擴(kuò)展處于不同發(fā)育階段的不同NPC群體。在這里，我們概述了從多能干細(xì)胞 (PSC) 生成NPC，以及從早期胚胎、出生后和成人CNS中分離和擴(kuò)增NSC的常用培養(yǎng)系統(tǒng)。

多能干細(xì)胞的神經(jīng)誘導(dǎo)和分化

早期NPC可源自小鼠和人類PSC，其中包括胚胎干細(xì)胞 (ESC) 和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)，在分化的第一階段使用適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)誘導(dǎo)條件。雖然這些神經(jīng)分化方案差異很大，但流行的基于胚體的方案的一個(gè)顯著特征是生成神經(jīng)“玫瑰花結(jié)”，即包含NPC的形態(tài)可識(shí)別結(jié)構(gòu)，據(jù)信代表神經(jīng)管。然后，神經(jīng)花結(jié)結(jié)構(gòu)中存在的 NPC被分離出來(lái)，并且可以繁殖以允許NPC擴(kuò)張，同時(shí)保持生成神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的潛力。

最近的研究表明，PSC的神經(jīng)誘導(dǎo)也可以在單層培養(yǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，其中將人ESC和iPSC鋪在特定的基質(zhì)上，并暴露于誘導(dǎo)因子。¹⁸特定細(xì)胞因子或小分子的組合被認(rèn)為可以模擬胚胎發(fā)生過(guò)程中大腦發(fā)育時(shí)空模式的發(fā)育線索，可以在神經(jīng)誘導(dǎo)階段將其添加到培養(yǎng)物中，以促進(jìn)NPC的區(qū)域化。然后，這些“模式化”的NPC 可以分化為具有代表大腦不同區(qū)域表型的成熟細(xì)胞類型。^19-24已開(kāi)發(fā)出新方案，可從PSC衍生的神經(jīng)祖細(xì)胞生成腦類器官。大腦類器官概括了人類大腦發(fā)育的特征，包括形成具有特征性層狀細(xì)胞組織的離散大腦區(qū)域。²⁵

神經(jīng)球培養(yǎng)

神經(jīng)球培養(yǎng)系統(tǒng)自開(kāi)發(fā)以來(lái)作為一種識(shí)別神經(jīng)干細(xì)胞的方法已被廣泛使用。^26-29對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的特定區(qū)域進(jìn)行顯微解剖、機(jī)械或酶解，并在有絲分裂因子（如表皮生長(zhǎng)因子 (EGF) 和/或堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子）存在下鋪在確定的無(wú)血清培養(yǎng)基中bFGF）。

在神經(jīng)球培養(yǎng)系統(tǒng)中，NSC以及神經(jīng)祖細(xì)胞響應(yīng)這些有絲分裂原而開(kāi)始增殖，2-3天后形成小細(xì)胞簇。簇的尺寸繼續(xù)增大，到第3-5天，大多數(shù)簇從培養(yǎng)物表面分離并開(kāi)始在懸浮液中生長(zhǎng)。大約第七天，根據(jù)細(xì)胞來(lái)源，細(xì)胞簇（稱為神經(jīng)球）的直徑通常為100-200μm，由大約10,000-100,000個(gè)細(xì)胞組成。

此時(shí)，應(yīng)該對(duì)神經(jīng)球進(jìn)行傳代，以防止細(xì)胞簇生長(zhǎng)太大，否則會(huì)因神經(jīng)球中心缺乏氧氣和營(yíng)養(yǎng)交換而導(dǎo)致壞死。為了傳代培養(yǎng)物，將神經(jīng)球單獨(dú)或作為群體機(jī)械或酶解成單細(xì)胞懸浮液，并在與原代培養(yǎng)物相同的條件下重新鋪板。NSC和神經(jīng)祖細(xì)胞再次開(kāi)始增殖，形成新的細(xì)胞簇，并在大約5-7天后準(zhǔn)備傳代。

通過(guò)重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行多次傳代，培養(yǎng)物中存在的NSC將自我更新并產(chǎn)生大量后代，導(dǎo)致細(xì)胞總數(shù)隨著時(shí)間的推移相對(duì)一致地增加。以這種方式處理的來(lái)自胚胎小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織的神經(jīng)球可以傳代長(zhǎng)達(dá)10周，而其增殖能力不會(huì)喪失，從而導(dǎo)致總細(xì)胞數(shù)量增加100倍以上。在低血清培養(yǎng)基存在下，通過(guò)去除有絲分裂原并將完整的神經(jīng)球或解離的細(xì)胞鋪在粘附基質(zhì)上，可以誘導(dǎo)NSC和神經(jīng)祖細(xì)胞分化。

幾天后，幾乎所有的神經(jīng)干細(xì)胞和后代都會(huì)分化成中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的三種主要神經(jīng)細(xì)胞類型：神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。雖然培養(yǎng)基、生長(zhǎng)因子要求和培養(yǎng)方案可能有所不同，但神經(jīng)球培養(yǎng)系統(tǒng)已成功用于從許多物種（包括小鼠、大鼠和人類）的胚胎和成體CNS的不同區(qū)域分離NSC和祖細(xì)胞。

貼壁單層培養(yǎng)

或者，從CNS組織獲得的細(xì)胞可以在補(bǔ)充有EGF和/或bFGF的成分確定的無(wú)血清培養(yǎng)基中，在底物如聚-L-鳥(niǎo)氨酸、層粘連蛋白或纖連蛋白的存在下作為貼壁培養(yǎng)物進(jìn)行培養(yǎng)。當(dāng)在這些條件下鋪板時(shí)，神經(jīng)干細(xì)胞和祖細(xì)胞將附著在基底包被的培養(yǎng)皿上，而不是彼此相反，形成粘附的單層細(xì)胞，而不是神經(jīng)球。據(jù)報(bào)道，在長(zhǎng)期貼壁單層培養(yǎng)物中擴(kuò)增NSC的成功率各不相同，可能是由于所用底物、無(wú)血清培養(yǎng)基和生長(zhǎng)因子的差異所致。

¹⁷最近，采用層粘連蛋白作為底物以及含有EGF和bFGF的適當(dāng)無(wú)血清培養(yǎng)基的方案已能夠支持小鼠和人類CNS組織的神經(jīng)前體細(xì)胞的長(zhǎng)期培養(yǎng)。^30-32這些貼壁細(xì)胞在5-10天內(nèi)增殖并融合。為了傳代培養(yǎng)物，通過(guò)酶處理將細(xì)胞從表面分離，并在與原代培養(yǎng)物相同的條件下重新鋪板。據(jù)報(bào)道，在貼壁單層條件下培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞在長(zhǎng)期培養(yǎng)中會(huì)發(fā)生對(duì)稱分裂。^30,33與神經(jīng)球培養(yǎng)系統(tǒng)類似，貼壁培養(yǎng)的細(xì)胞可以傳代多次，并在去除有絲分裂原并暴露于低血清培養(yǎng)基后誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。

幾項(xiàng)研究表明，在神經(jīng)球培養(yǎng)物中培養(yǎng)CNS細(xì)胞并不能有效維持NSC并產(chǎn)生異質(zhì)細(xì)胞群，而在無(wú)血清貼壁培養(yǎng)條件下培養(yǎng)細(xì)胞確實(shí)可以維持NSC。¹⁷雖然這些報(bào)告沒(méi)有直接比較使用相同培養(yǎng)基、生長(zhǎng)因子或細(xì)胞外基質(zhì)的神經(jīng)球和貼壁單層培養(yǎng)方法來(lái)評(píng)估NSC數(shù)量、增殖和分化潛力，但他們強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)系統(tǒng)可以影響 NSC和神經(jīng)干細(xì)胞的體外功能特性。重要的是，NSC研究的體外方法在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到這一警告，并清楚地了解這些方法旨在測(cè)量的內(nèi)容。^34-35

中科神經(jīng)干細(xì)胞的分離策略

使用針對(duì)干細(xì)胞、祖細(xì)胞和成熟CNS細(xì)胞上存在的細(xì)胞表面標(biāo)記物的抗體的免疫磁性或免疫熒光細(xì)胞分離策略已應(yīng)用于NSC的研究。

與其他系統(tǒng)的干細(xì)胞類似，中樞神經(jīng)系統(tǒng)干細(xì)胞的表型尚未完全確定。CD34、CD133和CD45抗原的表達(dá)或缺乏表達(dá)已被用作潛在CNS干細(xì)胞亞群初步表征的策略。具有表型CD133⁺5E12⁺CD34^–CD45^–CD24^-/lo的人類胎兒CNS細(xì)胞的獨(dú)特子集能夠在培養(yǎng)物中形成神經(jīng)球、啟動(dòng)次級(jí)神經(jīng)球形成并分化為神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞。

³⁶使用類似的方法，基于熒光激活細(xì)胞分選 (FACS)從成年小鼠腦室周圍區(qū)域分離巢蛋白⁺PNA^–CD24^–細(xì)胞，使NSC顯著富集（分選群體中的頻率為80%，代表增加了100倍）來(lái)自未分類的群體）。³⁷然而，當(dāng)使用更嚴(yán)格的神經(jīng)集落形成細(xì)胞 (NCFC) 測(cè)定重新評(píng)估該策略時(shí)，發(fā)現(xiàn)富集的NSC群體的純度較低。

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的不同階段檢測(cè)到的^38-39NSC子集已被證明表達(dá)標(biāo)記物，例如巢蛋白、GFAP、CD15、Sox2、Musashi、CD133、EGFR、Pax6、FABP7 (BLBP) 和GLAST^40-45。然而，這些標(biāo)記物都不是 NSC 特有表達(dá)的；許多也由神經(jīng)祖細(xì)胞和其他非神經(jīng)細(xì)胞類型表達(dá)。研究表明，多種組織中的干細(xì)胞，包括骨髓、骨骼肌和胎兒肝臟，可以通過(guò)其流出熒光染料（如 Hoechst 33342）的能力來(lái)識(shí)別。這樣的群體，稱為“側(cè)群體”，或SP（基于其在流式細(xì)胞儀上的分析），也在小鼠原代中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞和培養(yǎng)的神經(jīng)球中得到了鑒定。

⁴⁶其他非免疫學(xué)方法已用于根據(jù)干細(xì)胞的一些體外特性（包括FABP7表達(dá)和高乙醛脫氫酶 (ALDH) 酶活性）來(lái)識(shí)別來(lái)自正常和致瘤中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織的細(xì)胞群。來(lái)自胚胎大鼠和小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)的 ALDH-bright 細(xì)胞已被分離出來(lái)，并被證明具有在體外產(chǎn)生神經(jīng)球、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的能力，以及當(dāng)移植到成年小鼠大腦皮層時(shí)在體內(nèi)產(chǎn)生神經(jīng)元的能力。^47-50

腦腫瘤干細(xì)胞

多能神經(jīng)干細(xì)胞樣細(xì)胞，稱為腦腫瘤干細(xì)胞 (BTSC) 或癌癥干細(xì)胞 (CSC)，已從不同級(jí)別（低級(jí)和高級(jí)）和類型的腦癌（包括神經(jīng)膠質(zhì)瘤和髓母細(xì)胞瘤）中鑒定和分離。^51-52與NSC類似，這些BTSC在體外表現(xiàn)出自我更新、高增殖能力和多譜系分化潛力。他們還在免疫功能低下的小鼠中啟動(dòng)了與母體腫瘤表型相似的腫瘤。⁵³尚未發(fā)現(xiàn) BTSC 的獨(dú)特標(biāo)記，但最近的研究表明腫瘤包含異質(zhì)細(xì)胞群，其中一部分細(xì)胞表達(dá)推定的 NSC標(biāo)記CD133。從原發(fā)性腫瘤樣品中純化的⁵³CD133+細(xì)胞在注射到原發(fā)性免疫功能低下的小鼠中時(shí)形成原發(fā)性腫瘤，并且在連續(xù)移植到繼發(fā)性受體小鼠中時(shí)形成繼發(fā)性腫瘤。⁵³然而，CD133也由不同組織中的分化細(xì)胞表達(dá)，并且 CD133 ^– BTSC 也可以在免疫功能低下的小鼠中引發(fā)腫瘤。^54-55因此，CD133單獨(dú)使用或與其他標(biāo)志物聯(lián)合使用是否可用于區(qū)分不同級(jí)別和類型的腦腫瘤中的腫瘤起始細(xì)胞和非腫瘤起始細(xì)胞仍有待確定。最近，F(xiàn)ABP7作為NSC和BTSC的CNS特異性標(biāo)記物而受到關(guān)注。^{42-43, 57}

神經(jīng)球和貼壁單層培養(yǎng)方法均已應(yīng)用于BTSC的研究。當(dāng)培養(yǎng)正常NSC時(shí)，需要有絲分裂原EGF（和/或bFGF ）來(lái)維持NSC增殖。然而，有一些跡象表明，培養(yǎng)BTSC時(shí)不需要這些有絲分裂原。⁵⁷有趣的是，神經(jīng)球測(cè)定可能是BTSC研究的臨床相關(guān)功能讀數(shù)，新出現(xiàn)的證據(jù)表明，可再生神經(jīng)球形成是培養(yǎng)的人類神經(jīng)膠質(zhì)瘤樣本中患者死亡風(fēng)險(xiǎn)增加和腫瘤快速進(jìn)展的重要預(yù)測(cè)因素。^58-60此外，貼壁單層培養(yǎng)已被證明能夠使膠質(zhì)瘤來(lái)源的BTSC純?nèi)后w在體外擴(kuò)增。⁶¹

概括

NSC生物學(xué)領(lǐng)域的研究在過(guò)去約30年中取得了重大飛躍。與上個(gè)世紀(jì)的看法相反，成年哺乳動(dòng)物大腦保留了少量位于特定中樞神經(jīng)系統(tǒng)區(qū)域的真正的神經(jīng)干細(xì)胞。中樞神經(jīng)系統(tǒng)駐留NSC的鑒定以及來(lái)自小鼠和人類的成體細(xì)胞可以被重編程為多能狀態(tài)^62-68然后定向分化為神經(jīng)細(xì)胞類型的發(fā)現(xiàn)，為旨在替代神經(jīng)細(xì)胞的新治療途徑打開(kāi)了大門中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞丟失或損壞。這可能包括移植源自胎兒或成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織的神經(jīng)祖細(xì)胞或多能干細(xì)胞。

最近的研究表明，使用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)錄因子，可以直接將成體體細(xì)胞重新編程為特定的細(xì)胞命運(yùn)，例如神經(jīng)元，從而繞過(guò)對(duì)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中間體的需要。⁶⁹通過(guò)強(qiáng)制表達(dá)單一轉(zhuǎn)錄因子（如 Pax6 或前神經(jīng)轉(zhuǎn)錄因子神經(jīng)原蛋白-2 (Neurog2)），來(lái)自出生后早期大腦皮層的星形膠質(zhì)細(xì)胞可在體外重新編程為能夠發(fā)出動(dòng)作電位的神經(jīng)元。⁷⁰為了開(kāi)發(fā)治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷和疾病的細(xì)胞療法，需要更深入地了解神經(jīng)干細(xì)胞和祖細(xì)胞的細(xì)胞和分子特性。

總結(jié)：隨著神經(jīng)干細(xì)胞：鑒定、功能、培養(yǎng)和分離的機(jī)制原理漸漸清晰，同時(shí)也為眾多神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者帶來(lái)了曙光，也再次驗(yàn)證了神經(jīng)干細(xì)胞移植，在改善帕金森、自閉癥、精神疾病、阿爾茨海默病等方面的臨床應(yīng)用價(jià)值。小編也希望未來(lái)神經(jīng)干細(xì)胞移植能在我國(guó)上市，以造福更多的患者。如果您也飽受帕金森、自閉癥、失眠等疾病困擾，且經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，可以提交近期檢查結(jié)果、病歷等資料，到杭吉干細(xì)胞科技服務(wù)中心，進(jìn)行初步評(píng)估。

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