由复旦大学长江学者、著名干细胞专家张素春教授领导的研究团队（来自美国威斯康星大学麦迪逊分校和复旦大学上海医学院解剖与组织胚胎学系），近期在干细胞研究中再次取得突破性成果，他们首次成功地利用人类多能干细胞(hPSCs)分化生成了星形胶质细胞。这一研究成果近期发布在国际著名学术期刊《Nature Biotechnology》（影响因子= 22.29）杂志上。
由于人类多能干细胞可以分化成体内任意细胞，进而形成身体的各种组织和器官，是当前干细胞研究的热点和焦点。深入开展多能干细胞的研究不仅具有重要的理论意义，而且在组织、器官的再生、修复和疾病治疗方面都极具应用价值。尽管近年来科学家们利用多能干细胞已经成功培养和分化出心肌、神经、胰腺、骨等多种体细胞和不同组织。然而直接将人胚多能干细胞分化为星形胶质细胞对于研究人员仍是一个巨大的挑战。
在张教授课题组的这一研究中，他们将人类多能干细胞分化为近似均一的不成熟星形胶质细胞群，并证实这些细胞具有与原代胶质细胞相似的基因表达、谷氨酸摄取与促进突触生成等功能特性。当将这些细胞移植到小鼠大脑中，发现这些细胞连接到脑毛细血管，并转化为成熟星形胶质细胞。这一重大突破将为研究大脑发育和功能，了解胶质细胞在疾病进程中的作用提供新的细胞模型，并将推动神经疾病新治疗策略的开发。
张素春教授于1989年在原上海医科大学获得硕士学位，并留校工作，1992年赴美国留学，1996年获得加拿大萨斯卡其温大学生物学博士学位。后受聘于美国威斯康星大学，主要从事神经干细胞生物学和脑移植研究，在国际上首次利用人胚干细胞诱导出神经干细胞与运动神经元。2002年获美国麦迪逊市最佳科学家奖，2005年成为美国国会关于干细胞研究听证会证人。2006年受聘为复旦大学国家教育部第七批“长江学者奖励计划特聘教授”。(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1038/nbt.1877
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Specification of transplantable astroglial subtypes from human pluripotent stem cells
Robert Krencik, Jason P Weick, Yan Liu, Zhi-Jian Zhang & Su-Chun Zhang
Human pluripotent stem cells (hPSCs) have been differentiated efficiently to neuronal cell types. However, directed differentiation of hPSCs to astrocytes and astroglial subtypes remains elusive. In this study, hPSCs were directed to nearly uniform populations of immature astrocytes (>90% S100β+ and GFAP+) in large quantities. The immature human astrocytes exhibit similar gene expression patterns as primary astrocytes, display functional properties such as glutamate uptake and promotion of synaptogenesis, and become mature astrocytes by forming connections with blood vessels after transplantation into the mouse brain. Furthermore, hPSC-derived neuroepithelia, patterned to rostral-caudal and dorsal-ventral identities with the same morphogens used for neuronal subtype specification, generate immature astrocytes that express distinct homeodomain transcription factors and display phenotypic differences of different astroglial subtypes. These human astroglial progenitors and immature astrocytes will be useful for studying astrocytes in brain development and function, understanding the roles of astrocytes in disease processes and developing novel treatments for neurological disorders.
