干细胞研究的一个主要目标是用未分化的干细胞生长出组织，替换受损的身体部位。这对神经系统而言尤其困难，因为不仅要生成特殊类型的神经元，还要设法让它们按特殊方式连在一起。
日本理化学研究中心（RIKEN）发育生物学研究所成功诱导人类胚胎干细胞自行组织，发育成一个类似于小脑的三维结构，有着恰当的背—腹式花纹和多层结构，与自然发育的小脑相同。研究成果发表在最近的《细胞·报告》杂志上，为探索实验室重建神经结构提供了重要线索。
研究人员详细介绍了如何按顺序利用几种信号分子，促使人类胚胎干细胞自组织，分化成三维的功能性小脑神经元。据每日科学网站1月30日（北京时间）报道，他们首先在特殊环境下用成纤维细胞生长因子2（FGF2）培养人类胚胎干细胞，在3周内使其定向分化为中脑/后脑区，这是小脑所在的位置；在5周内表现出小脑板神经上皮细胞的特征，这是小脑特有的发育神经系统。这些细胞还显出了定向发育成小脑中所有类型神经元的早期特征，包括浦肯野细胞、颗粒细胞或小脑深核投射神经元。
在向成熟小脑神经元发育时，一些FGF2处理的细胞表现出晚期浦肯野细胞的特征，并发育成该类细胞的形状。约15周后，这些细胞的电生理学记录显示，它们对电流和正常小脑信号所需的受体抑制反应适当，表明随着结构成型，它们的功能也发育完成。还有一些FGF2处理细胞表现出菱唇特征，这种结构由颗粒细胞的发育和移动引起，在第7周时，出现了移动颗粒前细胞的特征。研究人员看到这些细胞移动并延展纤维，弯曲成T型，这是颗粒细胞平行纤维所特有的。
这些在小脑发育早期，从顶部到底部各类型细胞分布并不均匀，形成一种背-腹式分开的结构。他们测试了多种因子，在大约14天时，把FGF19添加到FGF2处理的细胞中，到第35天时，生成了一些扁平椭圆的神经上皮细胞，外面表现背部特征而里面是腹部特征。在28天至35天期间，添加基质细胞衍生因子1（SDF1），它们会生成连续的背—腹式神经上皮结构。SDF1还诱发了其他两个重要的结构变化：背区沿背—腹轴线自然发育成3层：脑室区、浦肯野前细胞区和菱唇区。
本文来源：网易探索
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王晓易_NE0011
