在一項新的研究中，來自美國史丹佛大學的研究人員設計了一種熒光啟用細胞分選方法，從人類大腦組織中分離出不同的神經幹細胞和祖細胞型別。這項研究中使用的標誌物在不同的大腦區域都是保守的。該技術應有助於未來的神經發育研究，並加速開發基於神經細胞移植的治療方案，以治療一系列神經系統疾病。相關研究結果發表在2023年3月16日的Cell期刊上，論文標題為“Purification and characterization of human neural stem and progenitor cells”。
人腦擁有約1710億個細胞，其中略高於一半（約860億）是神經細胞。這860億個神經細胞是一個多樣化的細胞群體，有數百種專門的型別和功能，但都源自三個神經細胞譜系—神經元、少突膠質細胞和星形膠質細胞。這三個細胞譜系都是從神經幹/祖先放射狀膠質細胞（neural stem and progenitor radial glia cell）池開始的，這些神經幹/祖先放射狀膠質細胞在產前妊娠的第二個三個月經歷了快速發育。瞭解這些放射狀膠質細胞，它們如何分化成這三個細胞譜系，以及這三個譜系如何分化成多樣化的神經細胞，將對醫學研究有巨大的好處。
熒光啟用細胞分選用於從單細胞懸浮液中根據細胞表面免疫表型分離腦組織中的細胞型別。細胞經過索引（熒光記錄）並相互分離。這些分離的細胞接受單細胞RNA測序，以捕獲它們各自的轉錄組。透過將表面標誌物譜與索引和轉錄組相結合，這些作者如今有了每個細胞型別的圖譜，可用於以後的識別。他們還測量了最初分離方案中沒有使用的另外352種表面標誌物的表達，這些標誌物可能在未來更好地區分細胞。
索引排序資料允許每種被測序的細胞對應到它們的原始免疫表型，而且這些作者發現RNA和細胞表面蛋白的表達並不總是相關的。一些看起來相似的細胞可能有不同的功能。這種策略產生了功能相似的分選細胞群體，從而允許分離出特定的神經幹細胞和祖細胞型別來進行分析。
圖片來自Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.02.017。
這些作者確定了10種神經幹/祖細胞型別，並透過將它們直接移植到新生兒免疫缺陷小鼠的大腦中來確定這些細胞的行為特徵。6個月後，這些細胞在整個大腦中廣泛遷移和定植，並分化出所有三種主要的神經細胞譜系。透過觀察單個細胞型別的擴散方式和位置，他們可以對適宜的活動位點做出一些初步推斷。雖然該實驗僅僅是作為一種方法的可行性測試，但是他們確實確定了一種以前沒有描述過的獨特的雙能性膠質祖細胞（bipotent glial progenitor cell）的功能特徵。
這些作者成功地進行了概念驗證，並發現可以根據細胞表面標誌物從發育中的大腦中分離出不同的細胞型別。如果所使用的方法可以推廣到其他幹細胞型別，科學家們對細胞在大腦或其他器官中發揮的特定功能、機制和層次作用的理解可能會激增。
參考資料：
Daniel Dan Liu et al. Purification and characterization of human neural stem and progenitor cells. Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.02.017.
來自： 生物谷