细胞因子，开启神经干细胞命运的密码！

神经干细胞（Neural Stem Cells，NSCs）是一类存在于神经系统中，具有自我更新能力和分化为神经细胞（神经元）、神经胶质细胞（如星形胶质细胞、少突胶质细胞）潜能的干细胞，主要负责神经系统的发育、修复和功能维持。

神经干细胞来源广泛，可根据获取场景（胚胎期/成年期）、组织部位及技术手段分为内源性天然来源和外源性诱导/培养来源两大类，不同来源的神经干细胞在获取难度、伦理争议、应用场景上存在显著差异。

图1.神经干细胞的来源

神经干细胞的分化是指神经干细胞在特定内外因素调控下，逐渐转变为功能特化的终末神经细胞（如神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞）的过程。这一过程是大脑发育与修复的基础。

神经干细胞主要分化为以下三种细胞：

图2.神经干细胞的分化^[1]

神经干细胞凭借其自我更新能力和多向分化潜能，针对神经系统损伤或退行性疾病实现“修复替代”与“环境调控”，目前在多个疾病领域已有明确应用方向和研究进展。

• 机制：移植NSCs，分化为功能性神经元，补充细胞、重建环路；NSCs分泌的BDNF/NGF抑制Aβ沉积、tau磷酸化，减轻神经炎症。

• 动物实验：APP/PS1小鼠模型，移植人源NSCs，存活分化为神经元后改善学习记忆能力。

• 方式：补充外源性NSCs或激活病灶周围“休眠”的内源性NSCs。

• 动物实验：移植后1-2周，大鼠肢体运动/空间认知改善，脑内梗死体积缩小，无明显免疫排斥。

• 关联：海马区神经发生减少与抑郁行为相关。

• 动物实验：CUMS小鼠注射bFGF激活内源性NSCs，蔗糖偏好率升高、不动时间缩短，海马神经发生增加。

• 策略：NSCs结合基因治疗（转染含SMN1基因的病毒载体）。

• 动物实验：移植后分化为运动神经元，表达SMN蛋白，延长小鼠存活时间、改善运动功能。

神经干细胞的培养方法主要分为贴壁培养法和悬浮神经球培养法两类，核心是模拟体内神经发生微环境，维持其自我更新能力与分化潜能。

关键通用操作步骤（以悬浮培养为例）：

神经干细胞的诱导分化核心是通过调控培养环境（如去除生长因子、添加诱导剂），使其从干性状态定向分化为神经元、星形胶质细胞或少突胶质细胞。神经干细胞的分化方向主要由诱导剂种类和培养体系决定，以下是三种主要细胞类型的诱导方案对比：

细胞因子是神经干细胞培养的核心调控信号，直接决定其能否维持干性、实现增殖，或定向启动分化，是整个培养体系的“开关”和“燃料”。

这是细胞因子最基础也是最重要的功能——让干细胞保持“年轻”状态并不断分裂扩增。

当需要NSCs分化为特定功能细胞时，就需要撤除维持干性的因子，并添加新的“分化指令”。

NSCs在体外较为脆弱，容易发生凋亡。许多细胞因子也具有显著的抗凋亡、促存活作用。

成功的培养方案绝非单一因子的简单添加，而是多因子协同和时序性控制的艺术。

一个典型的培养分化流程如下（以向神经元分化为例）：

细胞因子是调控神经干细胞命运的“指令语言”。深入理解bFGF、EGF、BDNF等核心因子的功能，熟练掌握它们在协同使用与时序调控上的“应用语法”，是在体外成功实现NSCs培养、扩增与定向分化，并最终将其用于疾病建模、药物筛选及细胞治疗的关键基础。

翌圣开发了一系列专为细胞培养而设计的HiActi细胞因子，经过严格的质量控制及细胞功能的验证，确保产品具有高活性、高纯度、高稳定性、低内毒素水平。在NSCs的培养过程中，为了促进其增殖和分化，通常需要添加多种关键的细胞因子，如bFGF、LIF、EGF和TGF-β等。翌圣生物高质量的细胞因子产品可支持NSCs研究。

图3. The ED₅₀ as determined by a cell proliferation assay using murine balb/c 3T3 cells is less than 1 ng/mL, corresponding to a specific activity of > 1.0 × 10⁶ IU/mg.

图4. The ED₅₀ as determined by a cell proliferation assay using murine Balb/c 3T3 cells is less than 1 ng/mL, corresponding to a specific activity of > 1.0 × 10⁶ IU/mg. Fully biologically active when compared to standard.

图5. The ED₅₀ as determined by a cell proliferation assay using human TF-1 cells is 0.1-0.5 ng/mL.

参考文献：

1. Kaminska A, Radoszkiewicz K, Rybkowska P, Wedzinska A, Sarnowska A. Interaction of Neural Stem Cells (NSCs) and Mesenchymal Stem Cells (MSCs) as a Promising Approach in Brain Study and Nerve Regeneration. Cells 2022; 11(9).