Nature：中国学者使用人类干细胞分化出运动神经元

生物谷

在美国威斯康星大学工作的中国科学家张素春和李学军30日报告说，他们成功使用人类胚胎干细胞分化出了运动神经元，在干细胞研究中迈出一大步。这一成果当天发表在《自然生物技术》杂志网络版上。

运动神经元将大脑和脊髓的指令传输到全身的肌肉组织，是人类完成各种动作的关键一环。多年以来，科学家一直尝试将胚胎干细胞诱导分化成运动神经元，但都没有成功。张素春等人的成果，将有助于利用胚胎干细胞治疗脊髓损伤、肌萎缩性侧索硬化症等各种疾病。

张素春说，他们经过两年多的研究，发现了胚胎干细胞分化为神经细胞时有特殊的时间节奏。只有在相当于人类胚胎发育第三周到第四周这一段时间里，胚胎干细胞才有可能分化成运动神经元。此外，还必须运用一系列特殊的生长因子和激素来诱导干细胞，这好比“教育”干细胞如何正确地分化。

这一过程要分为几步。研究人员首先将胚胎干细胞分化成神经干细胞，然后使神经干细胞生长为运动神经元祖细胞，最后才使祖细胞变成运动神经元。结果表明，他们培育的运动神经元具有传导神经电流的能力，也就是说这种细胞是有效的。

张素春等人在研究中发现，在胚胎干细胞分化的上述任何一个环节，时间控制的误差、诱导物质配方和剂量的差异，都可能使胚胎干细胞朝其他方向分化。他对新华社记者说：“这一研究最重要的意义，是揭示了胚胎干细胞分化的一个基本原理，也就是干细胞必须在特定的时间接受特定的刺激。这对胚胎干细胞分化成其他神经细胞也很重要。”

领导这一研究的张素春曾就读于上海医科大学，现在担任威斯康星大学解剖学与神经学系助理教授。2001年，他曾率先将胚胎干细胞培育成神经元祖细胞。而在最新研究中，他的合作者李学军是其博士后。

美国科研人员表示，他们已首次成功地将人类干细胞培育成运动神经元。

　　运动神经元是专门控制人类肌体运动的神经细胞。这项研究主要由美国威斯康星大学的研究人员完成。他们从人体胚胎中提取干细胞，并用一系列复杂的化学药品，使其按照预先设定的培育路径发展。胚胎干细胞是构成活组织的基本单元，它们可以成长为人体220种不同类型细胞中的任意一种。

　　科研人员希望，这项研究最终能帮助他们找到治疗神经损伤或脊髓损伤症的办法。脊髓损伤的患者会得瘫痪，比如前不久去世的好莱坞著名影星里夫。他生前曾希望，有一天干细胞研究的成功可以治好他的病。

　　威斯康星大学研究人员的成功，使人类向这个方向又迈进了一步。研究人员表示，实验的下一步计划是确定他们新培育出的神经组织能否与人体其它部分沟通。不过研究人员也提醒说，要最终在人类身上测试该细胞的效果，可能还需要好几年时间。

　　中国科学家的这项研究成果对科学进步,特别是对临床应用究竟意味着什么？瑞金医院神经外科主任沈建康教授解读：用干细胞定向培养出神经细胞中的运动细胞是在细胞研究中大大进了一步，一旦此项研究成熟到能应用于临床，也将大大造福神经元损伤类疾病患者。

　　据悉，经过多年的科学研究和实践，研究人员已经证实了神经细胞是可以再生的，并已实现了用干细胞培育出神经细胞,但定向培育出神经细胞中的运动细胞又进了一步，这意味着研究人员已经能对培育过程进行主动调控。

　　神经细胞中有运动细胞、感觉细胞，运动细胞对功能恢复是非常重要的，中国科学家的这项研究，对临床病人神经功能的恢复是个福音。神经元损伤类疾病不但包括脊髓损伤、肌萎缩性侧索硬化症等。目前而言，对这类疾病的治疗，患者已经损伤的神经元是不能完全恢复功能的，一般是通过药物等疗法让受损神经元周围的神经元取代其部分功能，而一旦这项研究能够真正走向临床，理论上将能够直接完全地取代损伤神经元的功能。

　　但专家也指出，要真正由科研走向临床应用还有很多步骤需要完成。这不但取决于培育的量、成活时间，还要看研究人员能否使培养出的成活细胞与人体细胞成功建立起联系。