从干细胞中培养运动神经元的更好方法
研究人员报告说，他们可以比以前的方法更快、更有效地从干细胞中生成人类运动神经元。该发现在自然通讯，将有助于建立人类运动神经元发育的模型，并理解和治疗脊髓损伤和运动神经元疾病，如肌萎缩性侧索硬化症(ALS)。
新方法比之前指定的方法提前几天将关键信号分子添加到前体细胞中。这增加了来自干细胞的健康运动神经元的比例(从30%到70%)，并将所需的时间缩短了一半。
伊利诺伊大学细胞与发育生物学教授王飞说:“我们认为，无论人体发生什么，都将非常有效、非常迅速。”王飞与访问学者瞿秋浩、材料科学与工程教授程建军一起领导了这项研究。“以前的方法需要40到50天，效率很低，只有20%到30%。所以这些方法不太可能重现人类运动神经元的发育。”
Qu的方法在20天内产生了更大数量的成熟功能运动神经元。
王说，这种新方法将允许科学家在细胞培养中诱导成熟的人类运动神经元发育，并确定对这一过程至关重要的因素。
干细胞的独特之处在于它们可以采用多种细胞类型的形状和功能。从干细胞(胚胎干细胞或“诱导”恢复到胚胎状态的干细胞)中生成神经元需要在细胞发育的关键时刻向细胞添加信号分子。
王和其他同事之前发现了一种分子(称为化合物C)，可以将干细胞转化为“神经祖细胞”，这是细胞发育为神经元的早期阶段。但进一步诱导这些细胞成为运动神经元却面临着不同寻常的挑战。
之前的研究在第6天(暴露于化合物C的6天后)添加了两种重要的信号分子，但在生成运动神经元方面的成功有限。在这项新研究中，Qu发现在第3天添加信号分子效果更好:神经祖细胞快速有效地分化为运动神经元。
王说，这表明第3天代表了以前未被识别的神经前体细胞阶段。
这种新方法在实验室中立即得到应用。观察干细胞(例如，来源于渐冻症患者自己的皮肤细胞)如何发育成运动神经元将为疾病过程提供新的见解，任何提高运动神经元生成速度和效率的方法都将有助于科学家。这些细胞还可以用于筛选治疗运动神经元疾病的药物，并有一天可能用于恢复失去的功能。
“有一种快速、有效的方法来产生运动神经元，无疑对研究脊髓损伤和ALS等疾病至关重要，也可能对治疗至关重要，”王说。
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出版
曲秋浩，李东，Kathleen R. Louis，李相珍，杨红，孙钦宇，Shane R. Crandall, Stephanie Tsang，周佳曦，Charles L. Cox，程建军，王飞。人多能干细胞高效分化运动神经元及胰岛-1的功能。《自然通讯》2014年3月13日出版。doi: 10.1038 / ncomms4449
