应用方向细胞因子，开启神经干细胞命运的密码！
01什么是神经干细胞？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。02神经干细胞的来源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
什么是神经干细胞？
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。
神经干细胞的来源
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
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：
神经元：负责接收、整合和传递神经信号，是神经系统功能的核心。
星形胶质细胞：提供结构支持、维持神经微环境稳态、调控突触功能。
少突胶质细胞：包裹轴突形成髓鞘，绝缘神经纤维并加速电信号传导。
图2.神经干细胞的分化[1]
神经干细胞在疾病治疗中的应用
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。
阿尔茨海默病（AD）
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。
帕金森病（PD）
关键：过表达Nurr1、Lmx1a等转录因子，将NSCs向多巴胺能神经元分化效率提至50%以上。
动物实验：PD大鼠移植后，旋转行为改善、多巴胺水平升高，无明显致瘤风险。
脊髓损伤（SCI）
机制：NSCs分化为少突胶质细胞，恢复神经信号传导；分泌的IL-10/TGF-β抑制损伤后的过度炎症反应、减少瘢痕组织形成。
动物实验：移植后促进大鼠后肢运动功能恢复，轴突再生增加，细胞存活超6个月。
脑梗死
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。
抑郁症
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。
脊髓性肌萎缩症（SMA）
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
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。
贴壁培养
核心原理 | 操作要点 | 优势 | 劣势 |
用基质（如多聚赖氨酸、层粘连蛋白）包被培养皿，使细胞贴壁生长，便于观察 | 1. 培养皿需提前用基质包被并孵育1-2小时 | 1. 细胞生长状态均一，便于显微镜观察和操作 | 1. 扩增速度慢于悬浮法 |
2. 培养基成分与悬浮法类似，可适当降低生长因子浓度 | 2. 适合进行免疫荧光染色、药物处理等实验 | 2. 包被步骤增加操作成本和时间 | |
3. 细胞融合至70%-80%时，用胰酶消化传代 | 3. 减少细胞聚集导致的分化不均问题 | 3. 长期培养易出现部分细胞分化 |
悬浮培养
核心原理 | 操作要点 | 优势 | 劣势 |
细胞通过自分泌因子聚集形成球状结构（神经球），维持干性 | 1.培养基需添加EGF、bFGF等生长因子 | 1.能快速扩增细胞数量 | 1.神经球内部细胞营养不均，易出现分化差异 |
2.无需包被培养皿，需定期轻柔吹打防止贴壁 | 2.更贴近体内神经干细胞的聚集生长状态 | ||
3.每3-5天按1:3比例传代，避免神经球过大导致中心坏死 | 3.操作相对简单，无需包被步骤 | 2.后期难以进行单细胞水平的实验（如转染） |
关键通用操作步骤（以悬浮培养为例）：
细胞来源获取：常用胚胎小鼠/大鼠的海马体、皮层，或成年动物的侧脑室下区（SVZ）、海马齿状回（DG），分离组织后用胰酶或木瓜蛋白酶消化成单细胞悬液。
培养基配制：以无血清DMEM/F12为基础，添加2% B27（维持神经细胞活性）、20 ng/mL EGF、20 ng/mL bFGF（维持干性）、1%青霉素-链霉素（防污染）。
接种与培养：将单细胞悬液按1×10⁵-5×10⁵个/mL的密度接种到低吸附培养皿中，置于37℃、5% CO₂培养箱，每天观察神经球形成情况。
传代：当神经球直径达100-150 μm时，用移液器轻柔吹打至单细胞或小细胞团，离心后重悬于新鲜培养基，按比例接种传代。
鉴定与检测：通过免疫荧光染色检测干性标志物（如Nestin、Sox2），或诱导分化后检测神经元（β-III Tubulin）、星形胶质细胞（GFAP）标志物，验证细胞干性。
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：
分化方向 | 关键诱导条件 | 诱导周期 | 鉴定标志物（阳性） |
神经元 | 1. 去除原培养基中的EGF/bFGF | 7-10天 | β-III微管蛋白（Tuj1）、MAP2 |
星形胶质细胞 | 1. 保留基础培养基，加入10ng/mL LIF | 14-21天 | 胶质纤维酸性蛋白（GFAP） |
少突胶质细胞 | 1. 先在含10ng/mL PDGF-AA的培养基中培养7天 | 21-28天 | O4抗体、髓鞘碱性蛋白（MBP） |
神经干细胞培养中常用细胞因子
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”。
维持干性与促进增殖
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。
关键因子
碱性成纤维细胞生长因子（bFGF/FGF-2）：维持NSCs增殖和自我更新的关键因子。它通过激活MAPK等信号通路，促进细胞周期进程，防止其过早分化。
表皮生长因子（EGF）：结合细胞表面的EGFR受体，激活PI3K-AKT和RAS-MAPK两条核心信号通路。维持干细胞多向分化能力，促进细胞分裂。
作用机制
这些因子与细胞表面的受体结合，激活下游信号通路，将“继续分裂，不要分化”的指令传递到细胞核，启动与增殖相关的基因表达。
指导定向分化
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”。
向神经元分化：
脑源性神经营养因子（BDNF）：结合TrkB受体激活通路，促进神经元存活、成熟、突触形成以及神经递质表达，是获得功能性神经元的关键。
神经营养因子-3（NT-3）：支持特定神经元亚群的存活和分化。向少突胶质细胞分化：
血小板衍生生长因子-AA（PDGF-AA）：结合少突胶质前体细胞表面的PDGFRα受体，激活PI3K-AKT和PLCγ信号通路，促进少突胶质前体细胞的增殖和迁移。
三碘甲状腺原氨酸（T3）：驱动少突胶质前体细胞成熟为可形成髓鞘的成熟少突胶质细胞的关键激素。向星形胶质细胞分化：
白血病抑制因子（LIF）：与细胞表面的LIFR/gp130受体复合物结合，激活JAK-STAT3信号通路，有效诱导星形胶质细胞的分化。
血清（如胎牛血清FBS）：含有多种未知诱导因子，能强烈诱导星形胶质细胞分化，但因成分不明确，在精确研究中已较少使用。
促进细胞存活
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。
例如：BDNF、IGF-1（胰岛素样生长因子-1）等都能显著提高细胞的存活率。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。
协同作用
bFGF + EGF：协同促进NSCs的扩增，效果优于单一因子。
BDNF + NT-3：共同作用可提高神经元分化的效率和成熟度。
时序性控制
一个典型的培养分化流程如下（以向神经元分化为例）：
增殖期：使用bFGF + EGF，大量扩增NSCs，维持干性。
分化诱导期：撤除所有丝裂原，换用BDNF，启动神经元分化程序。
成熟期：继续使用BDNF并可添加cAMP，促进神经元网络成熟和功能性突触的形成。
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HiActi®细胞因子
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。
产品数据
Bioactivity of human bFGF/FGF-2/FGF-basic
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.
Bioactivity of human EGF
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.
Bioactivity of human IL-6
图5. The ED50 as determined by a cell proliferation assay using human TF-1 cells is 0.1-0.5 ng/mL.
相关产品信息
产品名称 | 货号 | 规格 |
Recombinant Human bFGF/FGF-2 Protein 重组人碱性成纤维细胞生长因子 | 10μg/100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Mouse bFGF/FGF-2 Protein 重组小鼠碱性成纤维细胞生长因子 | 10μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human EGF Protein 重组人表皮生长因子 | 100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Mouse EGF Protein 重组小鼠表皮生长因子 | 100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Human FGF-4 Protein 重组人成纤维细胞生长因子-4 | 5μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Mouse FGF-4 Protein 重组小鼠成纤维细胞生长因子-4 | 5μg/25μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human FGF-10/KGF-2 Protein 重组人成纤维细胞生长因子-10 | 2μg/10μg/50μg/100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Mouse KGF-2/FGF-10 重组小鼠KGF-2/FGF-10 | 5μg/25μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human FGF8b Protein 重组人酸性成纤维细胞生长因子-8b | 25μg/100μg/500μg | |
Recombinant Mouse FGF-8 Protein 重组小鼠成纤维细胞生长因子-8 | 5μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human IGF-1 Protein 重组人胰岛素样生长因子-1 | 10μg/100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Mouse IGF-1 重组小鼠胰岛素样生长因子-1 | 10μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human PDGF-AA Protein 重组人血小板衍生生长因子-AA | 2μg/10μg/50μg/100μg/250μg/500μg | |
Recombinant Rat PDGF-AA 重组大鼠血小板衍生生长因子-AA | 10μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human PDGF-BB Protein 重组人血小板衍生生长因子-BB | 2μg/10μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Mouse PDGF-BB 重组小鼠血小板衍生生长因子-BB | 10μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human/Mouse/Rat TGF-beta 1/TGF-β1 Protein 重组人/小鼠/大鼠 转化生长因子-β1 | 100μg | |
Recombinant Human TGF-β2 Protein (CHO) 重组人转化生长因子-β2 | 10μg/50μg/1mg | |
Recombinant Human TGF-beta 3 Protein 重组人转化生长因子-β3 | 10μg/50μg/100μg | |
Recombinant Human/Mouse/Rat BDNF Protein 重组人/小鼠/大鼠 脑源性神经营养因子 | 25μg/100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Human Neurotrophin 3/NT-3 重组人神经营养因子-3 | 20μg/100μg | |
Recombinant Human NT-4 Protein 重组人NT-4 | 2μg/10μg/50μg/100μg | |
Recombinant Human IL-6 Protein 重组人白介素-6 | 5μg/20μg/50μg/100μg/1mg | |
Recombinant Mouse IL-6 Protein 重组小鼠白介素-6 | 2μg/10μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human SCF Protein 重组人干细胞因子 | 2μg/10μg/50μg/100μg/500μg/1mg | |
Recombinant Mouse SCF Protein 重组小鼠干细胞因子 | 2μg/10μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human LIF Protein 重组人白血病抑制因子 | 5μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Mouse LIF Protein 重组小鼠白血病抑制因子 | 5μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human CNTF Protein 重组人睫状神经营养因子 | 5μg/20μg/100μg/500μg | |
Recombinant Mouse CNTF 重组小鼠睫状神经营养因子 | 5μg/50μg/100μg/500μg | |
Recombinant Human GDNF Protein 重组人胶质细胞源性神经营养因子 | 2μg/10μg/50μg/100μg | |
Recombinant Mouse GDNF Protein 重组小鼠胶质细胞源性神经营养因子 | 2μg/10μg/50μg/100μg | |
Recombinant Human SHH 重组人SHH蛋白 | 5μg/25μg/50μg/100μg | |
Recombinant Mouse Sonic Hedgehog/SHH Protein 重组小鼠SHH蛋白 | 5μg/25μg/100μg |
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).
细胞因子选购指南
翌圣生物依托多年研发生产经验与技术积累，开发了一系列“三高一低”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，助您拿到理想的实验结果。
HiActi®细胞因子选购指南
类别 | 解决方案 |
类别 | 解决方案 |
培养用细胞因子 | |
类器官培养案例 |
类别 | 解决方案 |
多能干细胞 胚胎干细胞 诱导多能干细胞 | |
专能干细胞 神经干细胞 造血干细胞 间充质干细胞 | IL-3/SCF/FLT3L：赋能HSPC体外高效扩增的核心驱动体系 |
培养用细胞因子 |
类别 | 解决方案 |
先天性免疫细胞 吞噬细胞 树突状细胞 自然杀伤细胞 嗜酸/碱性粒细胞 | 小鼠骨髓来源的树突状细胞（BMDC）培养方法及细胞因子的选择 |
适应性免疫细胞 T细胞 B细胞 |
翌圣生物HiActi®高活性细胞因子详细货号选购信息，请点击查看专题：翌圣生物HiActi®细胞因子系列产品-选购指南
站内暂未收录 · 可询价 图 Human Hematopoietic Stem Cell Expansion ...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Rat EGF 重组大鼠表皮生长因子
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Mouse EGF Protein 重组...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Human EGF Protein, H...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Mouse EGF Protein ...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Human EGF Protein ...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Bovine EGF Protein (...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Porcine EGF Protein ...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Human EGF Protein,Hi...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Human EGF Protein,hF...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Mouse EGF Protein,hF...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Rat EGF Protein (CHO...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Human EGF Protein 重组...
站内暂未收录 · 可询价 图 HiActi® Recombinant Human EGF Protein (1...
站内暂未收录 · 可询价