活力满满活性蛋白1 | 从hPSC到神经元：新手也能读懂的细胞因子分化逻辑

很多刚开始做hPSC神经分化的实验人员，最常遇到的问题并不是“不会操作”，而是“不理解为什么要这样加因子”。事实上，hPSC向神经谱系分化的本质，是通过人为构建特定的信号环境，让细胞在正确的时间接收到正确的指令。理解这些指令的作用，比死记培养配方更重要。

hPSC可分化形成三个胚层的组织细胞

（Methods Mol Biol. Author manuscript; available in PMC: 2022 Sep 29.）

第一步：hPSC向外胚层分化，本质是“关掉错误的路”
hPSC具有高度可塑性，如果不给任何干预，细胞往往会在多种胚层命运之间摇摆。要让它们走向外胚层，尤其是神经外胚层，第一原则不是“强力诱导”，而是阻断非神经信号。Noggin在这一阶段至关重要，它通过拮抗BMP信号，阻止细胞向表皮外胚层或中胚层方向分化。如果缺乏Noggin，细胞形态容易变得不均一，神经标志物诱导效率明显下降。

Recombinant Human NOG/Noggin Protein, C-His (Active) [AHG46001]

SDS-PAGE for Recombinant Human Noggin protein

与此同时，FGF basic在这一阶段并不是为了大量增殖，而是帮助细胞在失去多能性维持信号后，平稳过渡到外胚层状态。它能够稳定早期神经相关基因的表达，使分化过程更加同步、可控。对于新手来说，这一步的成功与否，往往直接决定后面所有实验是否“还能救”。

第二步：外胚层到神经干细胞，是“把神经身份固定下来”

当细胞已经表现出明显的外胚层或神经前体特征后，。FGF basic在这一阶段成为神经干细胞培养的核心支撑因子，它能够持续维持SOX2、NESTIN等神经干细胞标志物的表达，防止细胞过早分化成神经元或胶质细胞。

Recombinant Human CD331/FGFR1 Protein, C-hFc-His (Active) [AHC88101]

SDS-PAGE for Recombinant Human FGFR1 protein

EGF的加入，则是很多新手容易忽视但非常重要的一点。EGF能显著增强神经干细胞的增殖能力，使细胞更容易形成均一、可传代的NSC群体。如果这一阶段缺乏EGF，常见的结果是细胞数量上不去，状态不稳定，传几代后分化潜能明显下降。

第三步：神经干细胞向神经元的分化与成熟启动

当神经干细胞状态稳定建立后，实验重点正式从“维持干性”转向“启动终末分化”。这一阶段的核心操作逻辑，是逐步削弱促增殖信号，同时通过特定因子引导细胞进入神经元分化通路。FGF basic和EGF虽然在神经干细胞扩增阶段不可或缺，但在神经元分化初期通常需要降低浓度或阶段性撤除，以避免细胞持续停留在干细胞状态。

Recombinant Human EGF Protein, Tag free (Active) [AHB91401]

Human EGF Protein, premium grade (Cat. No. AHB91401) stimulates EGFR (Luc) HEK293 Reporter Cell. The specific activity of Human EGF Protein, premium grade is＞8.00 x 10^5 IU/mg

在此基础上，FGF-10和SHH的作用开始显现。FGF-10参与调控神经前体向神经元谱系的转变，并有助于提高分化过程的稳定性，使细胞更容易同步进入神经元分化程序。SHH则通过模拟胚胎发育过程中的形态发生信号，为正在分化的细胞提供明确的发育方向信息，减少神经元类型的随机性。经过这一阶段调控，细胞逐渐由高表达NESTIN、SOX2的神经干细胞，转变为表达TUJ1、MAP2等标志物的神经元样细胞，并开始建立基本的神经元形态结构。

新手避坑提醒

需要特别注意的是，如果在神经干细胞向神经元分化阶段仍长期维持高浓度的FGF basic和EGF，细胞往往会持续停留在“干细胞样”状态，表现为NESTIN阳性但神经元标志物难以上调，这是神经分化实验中最常见、也最容易被忽视的失败原因之一。

新手成功率，往往取决于细胞因子本身

对于刚入门hPSC神经分化的实验人员来说，流程本身并不复杂，真正影响成功率的，往往是细胞因子活性是否稳定、批次是否一致。AntibodySystem提供覆盖hPSC向外胚层、神经干细胞建立及维持全过程的高质量活性蛋白，包括FGF basic、Noggin、EGF、FGF-10和SHH，均经过严格的活性验证，帮助实验小白也能更稳定地复现神经分化结果，少走弯路。