星形膠質細胞（Astrocytes）在神經退行性疾病研究中起著重要作用。目前從人類多能干細胞中提取星形膠質細胞進展緩慢且效率低下。近日，瑞典隆德大學(Lund University)的研究人員開發(fā)出一種快速高效的方法，可以將胚胎干細胞中提取星形膠質細胞所需的時間從數月減少到兩周，為研究人類星形膠質細胞在健康和疾病方面提供了新的可能性。
這項研究以題為“Rapid and efficient induction of functional astrocytes from human pluripotent stem cells”發(fā)表在《Nature Methods》雜志上。
星形膠質細胞，是哺乳動物腦內分布最廣泛的一類細胞，也是膠質細胞中體積的一種。它們伸展充填在神經細胞的胞體及其突起之間，起支持、引導和分隔神經細胞的作用。眾所周知，星形膠質細胞具有對正常大腦生理至關重要的功能。近年來，越來越多的研究表明星形膠質細胞在大腦中還有許多更加重要復雜的功能。
但這些知識大部分都來自于對小鼠星形膠質細胞的研究，它們的復雜性與人類的星形膠質細胞還是不同。擺在研究人員面前的一個問題是，難以獲取人類星形膠質細胞進行研究。目前在實驗室中培養(yǎng)星形膠質細胞有很多方法，但都要耗費很長時間，而且極其困難、價格昂貴且過程復雜。
“之前的方法雖然已經成功地從胚胎干細胞中產生了人類星形膠質細胞，但這需要幾個月的時間。用我們的方法，只要一到兩個星期就可以產生大量的全功能的人類星形細胞。”領導這個研究小組的Henrik Ahlenius說，“這意味著現在比以前更容易研究星形膠質細胞在各種疾病中的作用。”
簡單地說，Henrik Ahlenius和他的研究小組利用病毒激活胚胎干細胞中的基因，這些基因在正常發(fā)育過程中會調節(jié)星形膠質細胞的形成。通過這種方式，研究人員成功地使胚胎干細胞迅速形成星形膠質細胞。而且從胚胎干細胞中產生的星形膠質細胞在外觀、遺傳特征和功能上與成人大腦中的星形膠質細胞非常相似。
Henrik Ahlenius表示:“許多研究人員以前曾使用胚胎干細胞來生成星形膠質細胞，但這些方法試圖模擬胚胎干細胞在個體中發(fā)育星形膠質細胞時的正常發(fā)育過程，這非常耗時且復雜。”
研究小組通過使用CRISPR-Cas9技術在胚胎干細胞中插入突變基因，證明了這種細胞在研究大腦疾病中的作用。隨后，他們使用新方法將健康和突變的干細胞轉化為星形膠質細胞。
當研究人員比較星形膠質細胞時，發(fā)現具有這種突變的細胞表現出先前已知存在亞歷山大病的患者中的幾種缺陷。Henrik Ahlenius說:“使用這種方法結合CRISPR-Cas9，讓我們快速地培養(yǎng)出人類星形膠質細胞，為研究星形膠質細胞在各種神經疾病中的作用提供了更好的可能性。”
研究小組的重點是研究與年齡相關的神經退行性疾病，如癡呆和阿爾茨海默氏癥，下一步他們將使用這種方法來研究星形膠質細胞在這些疾病中的重要性。
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