1.成人神经干细胞的脑区域分步、基因表达、突触形成和电生理功能：一般认为成年大脑的脑室下区（SVZ）、海马齿状回（DG）是两个干细胞聚集区。成人大脑其它区域是否存在着神经干细胞？是否可以从中分离神经干细胞？是我们努力探索的问题。我们2001年从临床开放性脑外伤破碎的脑组织中分离出神经细胞，其中5例破碎脑组织来源于前额叶深部腹侧区域（inferior prefrontal subcortex,IPS），从这一区域分离克隆出的细胞更具有神经干细胞特征。进行单克隆分析和群体克隆和分化后发现是全能的神经干细胞，因此我们提出在人类大脑中除了海马和脑室下区，前额叶深部腹侧区IPS存在干细胞聚集区。我们进行了成年神经干细胞基因TLX的荧光定量RCR，发现IPS区域分离出的神经球TLX基因表达量是顶叶和颞叶的50倍。为研究成人神经干细胞经移植后新产生的神经元是否具有电生理功能，我们使用逆转录病毒载体将GFP导入成人神经干细胞，在移植体内4月后进行了移植区脑片的膜片钳检测，记录到GFP阳性细胞的自发动作电位和Na+、K+电流，利用免疫电镜的方法观察到移植神经干细胞和宿主细胞间形成突触。
2.成人神经干细胞移植治疗开放性脑外伤的临床应用：成人神经干细胞应用于临床时我们很谨慎并严格遵守国际伦理标准。我们采用自体移植可以避免由免疫系统引起的排斥反应。我们为开放性脑外伤患者进行了神经干细胞移植，在为期2年的随访过程中，采用fMRI,PET和SEP评价其生理恢复，而以DRS（Disability Rating Scale）评价功能恢复状况。同时选择年龄相仿、损伤部位及程度一致的患者作为配对对照。定量研究PET数据显示移植后损伤区代谢显著提高。在6～12个月长期随访患者中体感诱发电位SEP潜伏期明显缩短，波幅显著提高。移植神经干细胞后fMRI显示运动区存在激活信号。这些研究结果表明，开放性脑外伤患者破碎的脑组织中可分离并扩增神经干/祖细胞，自体神经干细胞移植能促进患者部分神经功能的恢复。
3.磁性纳米材料标记神经干细胞研究干细胞在患者脑内的迁徙：我们在进行了成人神经干细胞猴子的脑内示踪研究后，于2004年用磁性纳米材料超顺磁性氧化铁标记神经干细胞，将其移植于患者脑内。用磁共振系统GRE序列观察移植神经干细胞的动力学特征后，发现移植神经干细胞区在T2像上成低信号区，而在移植前该区无低信号区出现。在随访1,2,3周中这些低信号区逐渐向损伤区域移动。这表明实体观察神经干细胞的运动是可能的，神经干细胞在人脑内具有向病灶迁徙的能力。这是国际首次实现临床人脑内干细胞示踪研究。
4.研究胚胎干细胞向神经细胞或肌肉细胞分化中的细胞因子的作用。我们已经在小鼠ES细胞体系中首次证明在没有添加任何其他诱导因子的条件下，LIF的存在可以使ES细胞大量分化为神经元，同时我们还证明了细胞因子LIF促进ES细胞向神经分化是通过抑制ES细胞向肌肉等中胚层方向分化而实现的。我们的这一实验结果发现不但为今后利用ES细胞定向分化为神经元创造了很好的条件，也为阐明ES细胞神经分化的分子机理提供了一个新的切入点。同时，我们通过RNAi方法，使在小鼠胚胎干细胞中高表达的p53基因表达量下降。结果发现，这一下降使胚胎干细胞不能响应视黄酸诱导分化为神经。相反，胚胎干细胞在各种浓度的视黄酸诱导下，均分化为大量的肌肉细胞。上述这两项结果均已发表。
5.研究了脑肿瘤的神经干细胞起源问题：脑肿瘤的细胞起源也是肿瘤研究前沿中的核心科学问题之一。用携带EGFRⅧ和MYC基因的逆转录病毒转导人神经干细胞，成功使其在体外发生恶性转化，并在小鼠脑内形成多样性的脑肿瘤，首次实验证明人神经干细胞可以恶性转化成脑肿瘤。该研究已被作为重要研究结果撰写入美国哈佛大学Black教授主编的专著《Cancers of the Nervous System》（2nd Edition）2005。 |
