细胞学堂 | 超全解析！神经干细胞培养及诱导分化必看
来源：Pricella 发布时间：2025-02-14 13:40:00
神经干细胞（NSCs）因具备独特的增殖能力与多向分化潜能，在神经科学研究中发挥着重要作用。然而，在培养神经干细胞的过程中，科研人员常常会遇到培养要求高、分化控制难等挑战。
那么，如何选择合适的培养方式？不同培养条件对细胞状态有何影响？本文将深入介绍和解析神经干细胞的培养方法、诱导分化策略，并为您解答常见实验难题，助力您的研究更进一步！
神经干细胞的基本介绍
神经干细胞可以从不同的组织中分离获得，常见的来源有胚胎、大脑皮层、海马体和脊髓等。为了在体外成功培养神经干细胞，合适的培养体系至关重要，培养基的成分、添加剂的使用、培养条件等因素都对神经干细胞的增殖、存活以及分化状态有着深远的影响。
生长培养基
常用配方：DMEM/F12 + B-27（不含维生素A）+ bFGF + EGF + 双抗
为更好地满足神经干细胞的培养需求，普诺赛®提供经过配方优化的神经干细胞完全培养基，助力您的神经干细胞培养工作更加高效、稳定。
培养条件
气相：空气，95%；CO2，5%
温度：37℃
神经干细胞的培养方法
神经干细胞的培养方法主要分为悬浮培养和贴壁培养两大类，这两种方法各具特色，适用于不同的研究需求。
悬浮培养
通过使用未经TC（Tissue Culture）处理、未包被或低吸附的培养器皿和无血清培养基进行培养，自然形成神经干细胞球。
贴壁培养
通过将神经干细胞球消化分散成单个细胞后，接种在经TC处理和包被的培养器皿内，用无血清培养基进行培养，形成贴壁生长的单层细胞。
悬浮培养和贴壁培养优缺点
悬浮培养
优点 | 缺点 |
可以形成稳定的神经球，保持未分化状态，有利于长期培养和大规模扩增 | 易形成大细胞球，中心细胞易缺氧、缺营养死亡 |
悬浮培养早期增殖速率优于贴壁培养 | 悬浮培养自噬体形成增多，可能因为神经球内细胞营养缺乏而激活自噬 |
培养条件和方法简单，分离培养成功率高，离心或半量换液操作简单 | 需要频繁离心和重悬细胞，增加细胞损失 |
干性维持能力更强，相比贴壁培养不易分化 | 不利于诱导分化和分化形态观察 |
贴壁培养
优点 | 缺点 |
能形成形态规则的单层细胞，传代损耗低，容易观察到细胞形态和分化阶段，更有助于神经干细胞的培养和存储 | 长期培养易自发分化 |
贴壁培养的单层NSCs，与培养基接触面更大，诱导分化成功率更高 | |
贴壁培养的NSCs经多次传代培养后仍可保持较强的增殖能力，同时具有多分化潜能的特性 | NSCs贴壁不牢，易脱落，需使用TC处理和包被的培养器皿；细胞传代操作复杂，传代后易再次悬浮成球 |
贴壁培养的NSCs自噬水平较低，有利于维持细胞的稳定性和增殖能力 |
神经干细胞的诱导分化
1）诱导分化为星形胶质细胞
将神经干细胞球体消化分散后离心，使用星形胶质细胞诱导培养基（DMEM高糖＋B-27，含维生素A＋N-2＋GlutaMAX＋FBS＋bFGF[1]）重悬细胞，铺入多聚赖氨酸包被的培养瓶内培养。随着诱导分化的进行，神经干细胞逐渐转变为星形胶质细胞，其形态变化如图1所示。
图1. 神经干细胞诱导分化为星形胶质细胞的形态变化
2）诱导分化为少突胶质细胞
与星形胶质细胞诱导方法类似，使用少突胶质细胞诱导培养基（DMEM/F12＋B-27，含维生素A＋EGF＋bFGF＋T3＋胰岛素[2]）诱导神经干细胞分化为少突胶质细胞，其形态变化如图2所示。
图2. 神经干细胞诱导分化为少突胶质细胞的形态变化
3）诱导分化为神经元细胞
将神经干细胞球体消化分散后离心，使用神经元细胞诱导培养基（Neurobasal神经元培养基+1% N-2+2% B-27含维生素A+NEAA+β巯基乙醇+L-谷氨酰胺）重悬细胞，铺入多聚赖氨酸包被的培养瓶内培养。培养6天后，在神经元细胞诱导培养基中加入10 ng/mL GDNF和10 ng/mL BDNF，以进一步促进神经元的分化[3]。
神经干细胞培养常见问题解答
1）
如何准确判断神经干细胞的传代时机？
神经干细胞传代时机需根据神经干细胞球的大小和形态判断。应让神经干细胞球中间保持明亮，避免细胞球生长过大。如图3所示，右下角神经干细胞球体过大，球中部发暗，应该在这种状态出现之前进行传代。一般而言，神经干细胞进行1:2传代后，大约2-3天可再次传代。
图3. 神经干细胞球生长形态
2）
神经干细胞较难消化成单个细胞，是否必须完全消化？
在悬浮培养神经干细胞时，无需将神经干细胞球彻底消化至单个细胞状态。而贴壁培养神经干细胞时，需将其消化分散成单个细胞，这样更利于细胞的贴壁生长（如图4）。在此过程中，推荐使用Accutase酶，相较于常用的胰酶，Accutase酶消化作用更为温和，能够显著降低对细胞的损伤风险。
图4. 使用Accutase酶消化成单细胞接种图
3）
悬浮培养神经干细胞，如何进行换液？
建议采用半量换液法进行操作，具体操作步骤如下：将培养瓶竖直静置，待大部分细胞自然沉降后，吸弃原培养体积一半的细胞培养上清液，补加等体积新鲜培养基继续培养。为减少细胞损失，可将培养上清转移至离心管中，使用离心机500 rpm离心5 min后，弃去上清，用等体积新鲜培养基重悬细胞，放回原瓶继续培养。
无论是悬浮培养还是贴壁培养，都各有优缺点，科研人员可根据实验需求选择合适的方法。此外，掌握正确的诱导分化策略和优化培养条件，能够有效提升神经干细胞的培养成功率。
希望本篇指南能为您的实验提供实用参考，如有更多疑问，欢迎留言交流！更多细胞培养干货，请持续关注细胞学堂专栏~
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参考文献
[1]
Sardar D, Lozzi B, Woo J, et al. Mapping Astrocyte Transcriptional Signatures in Response to Neuroactive Compounds[J]. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(8):3975.
[2]
杨慧敏. 新生大鼠神经干细胞定向分化为少突胶质细胞的实验研究[D]. 重庆医科大学, 2006.
[3]
李登贺. 神经干细胞定向分化为中间神经元的研究[D]. 昆明理工大学, 2016.
