Nature实验指南：张素春教授发干细胞指南

　　

生物通报道：来自美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发表了题为“Directed differentiation of functional astroglial subtypes from human pluripotent stem cells”的文章，介绍了一种从人类多能干细胞中直接分化和维持功能性星形胶质细胞的实验室技术方法，这将有助于其他研究人员采用这一方法，更深入的研究分析星形胶质细胞，相关成果公布在Nature Protocols杂志上。

文章由威斯康星大学麦迪逊分校张素春教授与Robert Krencik完成，其中张素春教授为复旦大学****，主要研究方向为干细胞研究领域，曾通过比较iPS细胞与胚胎干细胞分化成大脑细胞的能力，指出iPS细胞，即使是那些不用导入外源基因诱导的iPS细胞，也比相应的胚胎干细胞的分化效率，和保持精确度差。

星形胶质细胞（astrocyte）是胶质细胞中最大的一种，胞体呈星形，核大呈圆形或椭圆形，染色较浅。胞质内有交织走行的神经胶质丝（neuroglial filament）。星形胶质细胞能通过调节细胞间隙的K+和神经递质浓度，来影响神经元的功能活动。因此，这种细胞对维持神经细胞微环境的稳定和调节代谢过程起重要作用。当中枢神经系统损伤时，星形胶质细胞迅速分裂增殖，以形成胶质瘢痕形式进行修复。

今年5月，张素春教授研究组成功将人类多能干细胞分化为近似均一的不成熟星形胶质细胞群，并证实这些细胞具有与原代胶质细胞相似的基因表达、谷氨酸摄取与促进突触生成等功能特性。当将这些细胞移植到小鼠大脑中，发现这些细胞连接到脑毛细血管，并转化为成熟星形胶质细胞。

这项研究将为研究大脑发育和功能，了解胶质细胞在疾病进程中的作用提供新的细胞模型，并将推动神经疾病新治疗策略的开发，是干细胞研究领域的一项突破性成果。

为了能帮助更多的研究人员通过这项成果更深入分析干细胞的诱导分化，张素春教授等人将具体的从人类多能干细胞中直接分化和维持功能性星形胶质细胞的化学定义系统公布。首先将人类干细胞分化成神经上皮细胞，这个过程需要至多21天的时间，外源模式分子都加可不加，然后将上皮细胞簇分散在悬浮液（有丝分裂原）中，在一个较长的时间里生成星形胶质细胞亚型（第21天-90天），最后星形胶质祖细胞或者扩增一段时间，或者分化成功能性星形胶质细胞。

采用这种方法将能高效得到功能性多元星形胶质细胞，这为研究大脑发育和功能，了解胶质细胞在疾病进程中的作用提供了新的细胞模型。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Directed differentiation of functional astroglial subtypes from human pluripotent stem cells

Regionally and functionally diverse types of astrocytes exist throughout the central nervous system and participate in nearly every aspect of normal and abnormal neural function. Therefore, human astrocyte subtypes are useful tools for understanding brain function, modulating disease processes and promoting neural regeneration. Here we describe a protocol for directed differentiation and maintenance of functional astroglia from human pluripotent stem cells in a chemically defined system. Human stem cells are first differentiated into neuroepithelial cells with or without exogenous patterning molecules (days 0–21). Regular dissociation of the neuroepithelial clusters in suspension, and in the presence of mitogens, permits generation of astroglial subtypes over a long-term expansion (days 21–90). Finally, the astroglial progenitors are either amplified for an extended time or differentiated into functional astrocytes on removal of mitogens and the addition of ciliary neurotrophic factor (days >90). This method generates robust populations of functionally diversified astrocytes with high efficiency.

人物简介：

张素春教授于1989年在原上海医科大学获得硕士学位，并留校工作，1992年赴美国留学，1996年获得加拿大萨斯卡其温大学生物学博士学位。后受聘于美国威斯康星大学，主要从事神经干细胞生物学和脑移植研究，在国际上首次利用人胚干细胞诱导出神经干细胞与运动神经元。2002年获美国麦迪逊市最佳科学家奖，2005年成为美国国会关于干细胞研究听证会证人。2006年受聘为复旦大学国家教育部第七批“****奖励计划特聘教授”。