神经元又叫神经细胞，是我们神经系统的基本构成单位之一，首先我们为什么需要在实验室“培育”神经元呢？这是因为神经元是一类极为精细复杂的细胞，在人出生3-4岁后才逐步接近发育完全，生成后就会伴随个体成长直至死亡，且大多神经元是不可再生和自我修复的。所以神经受损或者病变后凭借现在的医疗技术基本无法治愈，比如车祸造成了脊髓神经元受伤、中风导致的大脑神经元受损等，以及一些伴随衰老的神经退行性疾病如帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病、痴呆等，一旦罹患此类疾病，轻则影响生活质量，重则失去自理能力，给家庭和社会带来巨大负担。常规药物束手无策，便有人提出了细胞替代疗法：尝试将人胎儿神经细胞植入瘫痪小鼠体内，修复受损死亡的神经元，发现动物恢复了行走能力。这给神经疾病治疗带来了曙光，但人类神经细胞的获取十分困难，而且神经细胞移植不同于其他器官移植。脑是人类一切行为的指挥官，如若将大脑进行移植，那就是科幻电影中的情节了。
（ALS也是一种难以治愈的神经性疾病）
近年来，科学家们研究发现可以将人体上易获得的血细胞，皮肤细胞等重编程为接近于胚胎干细胞的未分化状态细胞。而这种重编程后的细胞可以说是万能细胞，它可以分化成为人体中的任一种细胞。而这项技术的出现为细胞移植治疗带来了广阔的前景，并且首先理论上排除了移植手术最令人担心的免疫排斥。而如果能够在实验室环境中培育出神经元，无疑会极大推动细胞移植替代法治疗神经系统疾病的临床转化。这也是为何目前生物学界对神经分化研究如此火热的原因。
大脑中含有数以亿计的神经元，它们可被分为很多种类，不同种类的神经元具有不同功能，各司其职地维持着人体的精细运转。按照神经元释放的递质不同，可以分为氨基丁酸（GABA）神经元、谷氨酸神经元、胆碱神经元、多巴胺神经元等，不同神经元都发育自同一个起始细胞——受精卵，由于在胚胎发育过程中受到不同的转录因子调控，便进入了不同的分化命运，有的细胞最终成为了能合成释放谷氨酸的兴奋性神经元，有的细胞最终成为了能合成释放GABA的抑制性神经元等等，这其中的调控过程可不简单，在实验室中通过科研人员无数次的摸索，才实现了特定神经元的分化。下面简单易懂的为大家介绍一些目前研究的比较成熟的几类神经元的体外“培育”过程。1.大脑皮层神经元的分化
大脑皮层神经元分布于大脑表层，是各种机能活动的最高中枢，大脑皮层神经元的受损会影响运动、感觉、语言听觉等各种功能。研究发现在干细胞分化过程中使用双SMAD信号抑制剂（DorsomorphinSB），可促使干细胞向神经外胚层分化，在此基础上添加维生素A（维甲酸），便可高效的诱导分化为皮质神经元。
2.GABA能中间神经元的分化
GABA能神经元在脑内主要发挥抑制性作用，也就是能够协调兴奋性神经元的电活动，来维持神经活动的有序进行，一旦GABA神经元损伤或者衰亡，则兴奋性神经元过度活跃，会导致神经痛、阿尔茨海默病、癫痫等。GABA神经元的分化同样基于前文所述的双SMAD信号抑制基础，因为GABA发育自基底前脑的内侧神经节隆起，分化过程中还需加入腹侧化诱导因子SHH和Purmorphamime，最终即可得到高纯度的GABA神经元。
3.多巴胺能神经元的分化
多巴胺能神经元与运动功能、情绪情感功能相关，多巴胺能神经元的损伤与帕金森的发病密切相关。多巴胺能神经元发育自中脑黑质，所以分化过程中除了使用SHH腹侧化诱导，还需使用CHIR进行尾侧化诱导，除此以外，还加入fgf8诱导峡脑分化，这样就可以使神经细胞向多巴胺能神经元的命运发育，分化成为多巴胺能神经元。
既然现如今已有技术将干细胞分化成为各种神经元，为何还未推广应用在帕金森病、阿尔茨海默病的治疗上呢？这是因为实验室分化来的细胞还不能保证绝对的安全性，干细胞除了得到我们想要的神经元，还会有一些细胞仍处于前体细胞阶段，具有分裂增殖能力，一旦移入人体，可能有变为肿瘤的风险，这样一来就得不偿失了。目前已经开展了不少临床实验来研究干细胞来源特种神经元的移植治疗。而接下来的工作还需要更多科研工作者的努力，希望实验室“培育”出的神经元能够早日应用在神经疾病的治疗上。聪明的小读者们，看完文章，请与我们分享你们宝贵的想法吧。
刘妍课题组供稿
（图片来自网络）
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