之前的研究表明,由于特定生態(tài)小環(huán)境中的分子信號的禁錮作用,,生物體中的干細胞能夠不斷擴增而不會發(fā)生分化,;在沒有這些信號的培養(yǎng)皿中,這些干細胞則發(fā)生了分化,。多功能的小鼠胚胎干細胞(ES細胞)是一種有潛力發(fā)育成許多不同細胞類型的特殊干細胞類型,。由于這種細胞能夠對稱分裂,因此大量人工培養(yǎng)的ES細胞都是相同的,。這使得研究人員想知道:身體中的何種條件使得干細胞不會分化,?為什么ES細胞會是唯一一類在培養(yǎng)皿中不會分化的細胞類型?以及研究人員如何能在實驗室中創(chuàng)造出未分化的組織特異性干細胞,?
在發(fā)表在PLoS Biology上的一篇新的論文中,,Austin Smith和同事發(fā)明了一種能夠促使由ES細胞衍生的小鼠大腦干細胞進行對稱分裂的方法。他們的這種新方法創(chuàng)造出了一種組織特異性干細胞分化的開關:這些細胞能夠擴增而不發(fā)生分化,,并且還能變成正常的腦細胞,。研究人員還打算在不需再次創(chuàng)造出身體形成自己的大腦干細胞所需的高特異性的微環(huán)境——稀薄的神經球的情況下培養(yǎng)這種大腦干細胞。
許多研究人員相信在身體中,,這些微環(huán)境阻止干細胞的分化,。例如,神經球含有一些漂浮在分化細胞群中的未分化大腦干細胞,。神經球的一個特征是其中大腦干細胞所占比例非常低,。事實上,由于神經球所含的大腦干細胞數量太少,,因此使研究人員花費了很長的時間和精力才觀察到它們的存在,。但是通過在神經球外培養(yǎng)大腦干細胞,研究人員發(fā)現一個復雜的微環(huán)境并不是必須條件,。為了培養(yǎng)這種干細胞,,Smith和同事同時使用了表皮生長因子(EGF)和纖維原生長因子(FGF)。
先前,研究人員用FGF培養(yǎng)大腦干細胞,,并且當消除FGF時,,細胞就無法分化和成熟。但是,,Smith培養(yǎng)的這種細胞在消除這種混合的生長因子后能夠變成成熟細胞,。他們觀察到了神經元和星細胞——大腦干細胞成熟的兩種細胞類型。
接下來,,研究人員將會利用這種新技術來培養(yǎng)出大腦的這種細胞以用于研究它們的基礎性質以及用于神經退化疾病的研究(生物通記者楊淑娟)。