干细胞研究的终极目标是揭示细胞生物学的基本机制以及开发治疗疾病和/或受伤。中枢神经系统(CNS)对这些研究提供了一个无与伦比的挑战由于细胞类型的多样性和其相关的功能在健康和疾病。此外,端点确定表型细胞成熟复杂的事实,尤其是神经元表达大量的受体和离子通道控制中枢神经系统兴奋性和可塑性,有很大的差异。出于这个原因,大量的精力被放在开发适宜的方法来区分人群驻留在中枢神经系统的细胞(如神经元亚型、星形胶质细胞和少突胶质细胞)。这些研究通常采用表型验证使用表达式分析各种蛋白质标记的地区化的人群,与蓬勃发展的努力来验证功能的结果。这工作已经基本发育研究确定细胞内在和通知cell-extrinsic信号机制,以及转录程序参与细胞命运规范。
虽然早期的工作集中在使用间充质干细胞,胚胎细胞癌,和胎儿干细胞,最近的努力都集中在领域的人类胚胎干细胞(为)和诱导多能干细胞(万能)。这些资源通常需要稍微不同的方法直接分化命运不同的中枢神经系统,尽管许多常见的信号通路机制似乎收敛。许多最近的研究甚至成功地发现特异性表型适合各种人类疾病。然而,尽管有这些进步,限制仍然阻碍人类干细胞的应用中枢神经系统开发/疾病的研究。首先,多数差异化协议导致异质性的细胞方面的“区域”标记和成熟状态。此外,可用的数量和多样性fate-specific生物标志物仍不足以明确识别区域和发射机表型。
在这个特殊的问题,我们突出的进步和挑战各种神经元和神经胶质细胞的定向分化的多能干细胞。我们希望这批作品将为读者提供一个资源了解定向分化、功能成熟,和transplantation-induced更改主机环境。
p . Prajumwongs等人的文章回顾了当前状态的知识关于人类多能干细胞的神经感应,详细描述了该信号通路和时机的关键事件,如神经上皮的分化。强调对比在体外和在活的有机体内发展和实用工具为人类特有信号流程建模。本文包括一系列的简单描述一下各种发育和神经退行性疾病,则是如何被用来模拟潜在的分子和细胞病态。
a . Zirra等人的评论文章给出了一个详细的概述神经管的发展和如何将这些在活的有机体内原则提供了依据在体外人类多能干细胞的神经诱导策略(hPSCs)。这篇文章突出了神经发展的基本阶段包括神经感应、神经胚形成,神经模式。他们关注信号通路、形态和模式因素描述为不同的大脑区域的发展是至关重要的。作者接着讨论如何从知识在活的有机体内大脑发育已经被许多集团直接翻译hPSCs临床相关的区域的神经元的分化在体外。最后,他们给人类大脑如何发展的前景数据可以用于改善定向分化协议及其验证导出区域人类神经元的亚种群。
本文通过f等人来评论使用organotypic海马切片文化作为一种模式对于理解神经发生在正常和病理条件。他们首先提出一个历史总结从新生儿片发展的文化,和最近成年动物,研究两SVZ神经发生和DGZ。本文还描述了结果病理切片的研究文化在缺血的背景下,帕金森症,Alzhemier的疾病,以及脊髓神经元的再生。作者建议,维护这些文化的3 d结构和细胞成分中让他们独一无二的在体外这些类型的研究模型。
本文主要研究从t·h·Shin等人进行间充质干细胞对聚胺水平的影响在两种在体外和在活的有机体内缺血性中风的模型。多胺是低分子量化合物在高浓度从大脑分泌,代谢功能的重要指标,尤其在应对伤害或疾病。作者发现,大脑中动脉闭塞(MCAo)在活的有机体内和oxygen-glucose不足(OGD)的神经细胞系在体外显著改变聚胺水平的多元化。重要的是,作者发现,中断的聚胺水平由MCAo——OGD-induced缺血性条件后可以恢复到正常的水平引入人类骨骨髓来源间充质干细胞。
最后,评论文章从j·p·韦克就强调许多团体努力理解多能干细胞的神经元的功能表型以及直接转换/诱导神经元(iNs)。本文主要关注前脑神经元的发育成熟的评估通过分析前脑glutamatergic和gaba ergic电流,比较这些在体外结果在活的有机体内数据从啮齿动物模型。然后作者最近的讨论结果建模使用iPSC-derived神经元和iNs各种神经系统疾病。他总结道,批判性反思的使用这两种类型的细胞发育和疾病研究和提供建议如何优化确定和报告神经功能。
在一起,这个特殊的问题突出最新进展的文章我们理解干细胞的定向分化和功能特性和描述一些新的模型和方法开发新型治疗神经系统疾病和损伤。
杰森·p·韦克
杰森·s·迈耶
茱莉亚Ladewig
Weixiang郭
刘燕