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.2010年6月:1198:192-200。
doi:10.1111/j.1749-6632.2010.05537.x。

人类干细胞作为运动神经元发育和疾病的模型

附属公司

人类干细胞作为运动神经元发育和疾病的模型

刘燕(Yan Liu)等。 Ann N Y科学院. 2010年6月.

摘要

人类胚胎干细胞(hESCs)和人类诱导多能干细胞(hiPSCs)具有成为人体所有细胞和组织类型的潜力。在化学定义的培养系统中,hESCs和hiPSCs被有效地定向到功能性脊髓运动神经元和星形胶质细胞。分化过程忠实地再现了脊椎动物和人类标本研究中预测的发育过程,表明干细胞分化系统在理解人类细胞发育中的有用性。从基因改变的hESCs或疾病hiPSC分化出来的运动神经元和星形胶质细胞表现出预测的表型。因此,他们提供了一个简化的动力学模型来分析导致人类运动神经元变性的病理过程,这反过来又可以作为药物筛选的模板。此外,人类干细胞衍生的运动神经元和星形胶质细胞,包括那些特定来源于患者的细胞,可能成为细胞治疗的来源。

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图1
图1
平行线之间在体外干细胞分化与人类胚胎发育。来自囊胚的hESC或来自体细胞的hiPSCs首先分化为神经上皮,在2周内组织成神经管状玫瑰花结。这对应于3周龄人类胚胎中神经板/神经管的形成。对SHH和RA的反应,神经上皮在接下来的10天内成为脊髓腹侧祖细胞。这对应于发育中脊髓中神经祖细胞的扩张。这些祖细胞随后在4第个和5第个文化周。在人类脊髓中,运动神经元出现在5-6第个周。再培养2个月可产生星形胶质细胞。需要注意的是,hESCs在发育上相当于1周大的胚胎。从转基因hESCs或疾病hiPSCs产生的运动神经元和星形胶质细胞都可以被修饰为药物筛选的模板,而来自非突变干细胞的运动神经元或星形胶质细胞可能是细胞治疗的来源。修改自Krencik和Zhang 2006。
图2
图2
脊髓运动神经元和星形胶质细胞与hiPSC的分化。(A) 用逆转录病毒感染人成纤维细胞,以表达Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc。(B) 病毒感染后3-4周出现干细胞样菌落。(C) 分离并扩增干细胞样菌落,随后建立hiPSC株。(D) 在化学定义的培养下,hiPSC在2周内分化为神经上皮,形成神经管状玫瑰花结。(E) 神经上皮细胞在另外3周内进一步生成Olig2+(绿色)运动神经元祖细胞和HB9+(红色)有丝分裂后运动神经元。(F) 干细胞分化3个月后,从hiPSCs中生成GFAP+星形胶质细胞。比例尺:50μm。

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引用人

工具书类

    1. 李晓杰,等。人类胚胎干细胞运动神经元的规范。国家生物技术。2005;23:215–221.-公共医学
    1. Singh RN等,从胚胎干细胞中纯化人类脊髓运动神经元的增强型GFP基FACS。实验神经学。2005;196:224–234.-公共医学
    1. Krencik R、Weick JH、Zhang Z和Zhang SC。来自人类胚胎干细胞的区域和功能特异性星形胶质细胞。神经科学学会摘要。2009;808.9
    1. Ebert AD等。从脊髓性肌萎缩患者中诱导多能干细胞。自然。2009;457:277–280.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Dimos JT等。ALS患者产生的诱导多能干细胞可分化为运动神经元。科学。2008-公共医学

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