《Cell》识别、分类和观察神经干细胞功能的新方法

               

加利福尼亚州斯坦福大学的研究人员设计了一种荧光激活细胞分选方法，用于从人脑组织中分离不同的神经干和祖细胞类型。研究中使用的标记在不同的大脑区域中是保守的。该技术将有助于未来神经发育的研究，并加速基于神经元细胞移植的治疗方案的发展，以治疗一系列神经疾病。

在发表在《Cell》杂志上的研究文章《人类神经干细胞和祖细胞的纯化和表征》中，斯坦福大学的研究小组描述了他们用来开发可靠的分离和鉴定方案来捕获感兴趣的干细胞的前沿方法的组合。

人类大脑有大约1710亿个细胞，其中超过一半(约860亿)是神经元细胞。这860亿神经元细胞是一个多样化的群体，有数百种专用类型和功能，但都起源于三个神经元谱系——神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞。这三个谱系都始于神经干和祖放射状神经胶质细胞池，这些细胞在产前妊娠的第二个三个月期间快速发育。了解这些放射状神经胶质细胞，它们如何分化成三种谱系，以及这三种谱系如何分化成不同范围的神经元细胞，将对医学研究产生巨大的好处。

荧光激活细胞分选用于从单细胞悬浮液中根据细胞表面免疫表型分离脑组织细胞类型。细胞被标记(荧光记录)并彼此分离。然后对这些细胞进行单细胞RNA测序，以捕获它们各自的转录组。通过将表面标记与索引和转录组相结合，研究人员现在有了每种细胞类型的概况，可以用于以后的鉴定。研究人员还测量了352个额外的表面标记的表达，这些标记在最初的分离方案中没有使用，但在未来可以用来更好地分化细胞。

索引排序数据允许每个测序细胞映射回其原始免疫表型，研究人员发现RNA和细胞表面蛋白表达并不总是相关的。一些相似的细胞可能有不同的功能。该策略导致功能相似的分类细胞群，允许分离特定的神经干和祖细胞类型功能进行分析。

研究人员发现了10种神经干和祖细胞类型，并通过将它们直接移植到新生免疫缺陷小鼠的大脑中来观察细胞的行为特征。六个月后，这些细胞在整个大脑中广泛迁移和移植，并分化出所有三种主要的神经谱系。通过观察单个细胞类型如何以及在哪里繁殖，研究人员可以初步推断出适宜的活动地点。虽然该实验只是作为一种方法活力测试，但研究人员确实识别出了一种以前没有描述过的独特的双能胶质祖细胞，并在功能上描述了它的特征。

斯坦福大学团队成功地证明了一个概念(并发现)，即可以根据表面标记从发育中的大脑中分离出不同的细胞类型，这可以很容易地被其他研究科学家所适应，因为它是在相对标准的研究设备上运行的。如果所使用的方法可以复制到其他类型的干细胞上，那么我们对细胞在大脑或其他器官中发挥的特定功能、机制和等级作用的理解可能会激增。

Purification and characterization of human neural stem and progenitor cells