เซลล์ต้นกำเนิดประสาท ( NSCs ) เป็นเซลล์ ที่มีศักยภาพในการสร้างตัวเองและเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ หลายชนิด โดยจะสร้าง เซลล์ต้นกำเนิดเรเดียลไกลอัล เป็นอันดับแรก ซึ่งจะสร้างเซลล์ประสาทและเซลล์ไกลอัลของระบบประสาทของสัตว์ทุกชนิดในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน [ ^{1 ] เซลล์}ต้นกำเนิดประสาทบางส่วนยังคงอยู่ในบริเวณที่จำกัดมากใน สมองของ สัตว์มีกระดูกสันหลังที่ โตเต็มวัย และยังคงผลิตเซลล์ประสาทต่อไปตลอดชีวิต ความแตกต่างในขนาดของระบบประสาทส่วนกลางเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างสายพันธุ์ ดังนั้นการกลายพันธุ์ในยีนที่ควบคุมขนาดของส่วนเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจึงเป็นหนึ่งในปัจจัยขับเคลื่อนที่สำคัญที่สุดของการวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง^{[ 2 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดมีลักษณะเฉพาะคือความสามารถในการแยกตัวเป็นเซลล์หลายประเภท^{[ 3 ]}พวกมันจะแบ่งเซลล์แบบสมมาตรหรือแบบไม่สมมาตรเป็นเซลล์ลูกสองเซลล์ ในการแบ่งเซลล์แบบสมมาตร เซลล์ลูกทั้งสองเซลล์ก็เป็นเซลล์ต้นกำเนิดเช่นกัน ในการแบ่งเซลล์แบบไม่สมมาตร เซลล์ต้นกำเนิดจะสร้างเซลล์ต้นกำเนิดหนึ่งเซลล์และเซลล์เฉพาะหนึ่งเซลล์^{[ 4 ]} NSC ส่วนใหญ่จะแยกตัวเป็นเซลล์ประสาท เซลล์แอสโทรไซต์และเซลล์ โอลิโกเดนโดรไซต์

ในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัย มีรายงานว่าบริเวณซับแกรนูลาร์โซนในเดนเตตไจรัสของฮิปโปแคมปัส บริเวณซับเวนทริคูลาร์โซนรอบโพรงสมองด้านข้าง และไฮโปทาลามัส (โดยเฉพาะในบริเวณ α1, α2 ด้านหลังและบริเวณไฮโปทาลามัสที่แพร่กระจาย ซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณมีเดียนเอมิเนนซ์ที่อยู่ติดกัน) มีเซลล์ต้นกำเนิดประสาท^{[ 5 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดมีสองประเภทพื้นฐาน ได้แก่เซลล์ต้นกำเนิดผู้ใหญ่ซึ่งมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงไปเป็น เซลล์ชนิดอื่นได้จำกัด และเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน (ESC) ซึ่ง มี ศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้^{[ 3 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดประสาทมีความเฉพาะเจาะจงมากกว่า ESC เนื่องจากสร้างเฉพาะเซลล์เรเดียลไกลอัลซึ่งให้กำเนิดเซลล์ประสาทและ เซลล์ ไกลอัลของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) ^{[ 4 ]}ในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อนของสัตว์มีกระดูกสันหลัง NSC จะเปลี่ยนไปเป็นเซลล์เรเดียลไกลอัล (RGC) หรือที่รู้จักกันในชื่อเซลล์ต้นกำเนิดเรเดียลไกลอัล (RGP) และอาศัยอยู่ในโซนชั่วคราวที่เรียกว่าโซนโพรงสมอง (VZ) ^{[ 1 ] [ 6 ]}เซลล์ประสาทถูกสร้างขึ้นเป็นจำนวนมากโดย (RGP) ในช่วงเวลาเฉพาะของการพัฒนาตัวอ่อนผ่านกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทและยังคงถูกสร้างขึ้นต่อไปในวัยผู้ใหญ่ในบริเวณที่จำกัดของสมองผู้ใหญ่^{[ 7 ]} NSC ในวัยผู้ใหญ่จะแตกต่างไปเป็นเซลล์ประสาทใหม่ภายในโซนใต้โพรงสมอง (SVZ) ในวัยผู้ใหญ่ ซึ่งเป็นส่วนที่เหลือของเยื่อ บุประสาทตัวอ่อนรวมถึงเดนเตตไจรัสของฮิปโปแคมปัส^{[ 7 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดประสาทในผู้ใหญ่ (Adult NSCs) ถูกแยกได้เป็นครั้งแรกจากสมองส่วน striatum ของหนู ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เซลล์เหล่านี้สามารถสร้าง neurospheres ที่มีศักยภาพหลายด้านเมื่อเพาะเลี้ยงในหลอดทดลอง Neurospheres สามารถสร้างเซลล์เฉพาะทางที่สามารถสร้างตัวเองและเพิ่มจำนวนได้ Neurospheres เหล่านี้สามารถแตกต่างไปเป็นเซลล์ประสาท เซลล์เกลีย และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ตามที่กำหนดได้^{[ 7 ]}ในการศึกษาก่อนหน้านี้ neurospheres ที่เพาะเลี้ยงได้ถูกปลูกถ่ายเข้าไปในสมองของ หนูแรกเกิด ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องและแสดงให้เห็นถึงการปลูกถ่าย การเพิ่มจำนวน และการสร้างความแตกต่างของเซลล์ประสาท^{[ 7 ]}

NSC จะถูกกระตุ้นให้เริ่มการแบ่งตัวผ่านสัญญาณภายนอกจากสภาพแวดล้อมจุลภาคหรือแหล่งกำเนิดเซลล์ต้นกำเนิด เซลล์ประสาทบางส่วนจะอพยพจาก SVZ ไปตามกระแสการอพยพด้านหน้าซึ่งมีโครงสร้างคล้ายไขกระดูกที่มีเซลล์อีเพนไดมอลและแอสโทรไซต์เมื่อถูกกระตุ้น เซลล์อีเพนไดมอลและแอสโทรไซต์จะสร้างท่อเกลียที่ใช้โดยนิวโรบลาสต์ ที่อพยพ แอสโทรไซต์ในท่อให้การสนับสนุนเซลล์ที่อพยพรวมถึงฉนวนจากสัญญาณไฟฟ้าและเคมีที่ปล่อยออกมาจากเซลล์โดยรอบ แอสโทรไซต์เป็นสารตั้งต้นหลักสำหรับการขยายเซลล์อย่างรวดเร็ว นิวโรบลาสต์จะสร้างโซ่ที่แน่นและอพยพไปยังตำแหน่งที่กำหนดของความเสียหายของเซลล์เพื่อซ่อมแซมหรือทดแทนเซลล์ประสาท ตัวอย่างหนึ่งคือนิวโรบลาสต์ที่อพยพไปยังหลอดรับกลิ่น เพื่อแบ่งตัวเป็น เซลล์ประสาทเพอริโกลเมอร์คูลาร์หรือ เซลล์ ประสาทแกร นูล ซึ่งมีรูปแบบการอพยพแบบรัศมีมากกว่าแบบสัมผัส^{[ 8 ]}

^{การแพร่กระจาย ของ}เซลล์ต้นกำเนิดประสาทลดลงอันเป็นผลมาจากความชรา [ ^{9 ] มี}การใช้วิธีการต่างๆ เพื่อต่อต้านการลดลงที่เกี่ยวข้องกับอายุนี้^{[ 10 ]}เนื่องจากโปรตีน FOXควบคุมภาวะสมดุล ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท [ ^{11 ]} โปรตีน FOX จึงถูกนำมาใช้เพื่อปกป้องเซลล์ต้นกำเนิดประสาทโดยการยับยั้ง การ ส่งสัญญาณ Wnt ^{[ 12 ]}

ปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) และปัจจัยการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์ (FGF) เป็นไมโทเจนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและเซลล์ต้นกำเนิดในหลอดทดลองแม้ว่าปัจจัยอื่นๆ ที่สังเคราะห์โดยประชากรเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและเซลล์ต้นกำเนิดก็จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตที่เหมาะสมเช่นกัน^{[ 13 ]}มีการตั้งสมมติฐานว่าการสร้างเซลล์ประสาทในสมองของผู้ใหญ่มีต้นกำเนิดมาจาก NSCs ต้นกำเนิดและเอกลักษณ์ของ NSCs ในสมองของผู้ใหญ่ยังคงต้องได้รับการกำหนด

แบบจำลองที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดของ NSC ในผู้ใหญ่คือ เซลล์ที่มี โปรตีนกรดไฟบริลลารีของเซลล์เกลียแบบรัศมี เซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในสภาวะสงบเป็นชนิด B ซึ่งสามารถคงอยู่ในสภาวะสงบได้เนื่องจากเนื้อเยื่อที่สามารถสร้างใหม่ได้ซึ่งจัดหาโดยแหล่งที่อยู่เฉพาะที่ประกอบด้วยหลอดเลือด แอสโทรไซต์ไมโครเกลียเซลล์เอเพนไดมอล และเมทริกซ์นอกเซลล์ที่มีอยู่ในสมอง แหล่งที่อยู่เหล่านี้ให้สารอาหาร การสนับสนุนโครงสร้าง และการป้องกันแก่เซลล์ต้นกำเนิดจนกว่าจะถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้าภายนอก เมื่อถูกกระตุ้น เซลล์ชนิด B จะพัฒนาเป็นเซลล์ชนิด C ซึ่งเป็นเซลล์ตัวกลางที่เพิ่มจำนวนอย่างแข็งขัน จากนั้นจะแบ่งตัวเป็นนิวโรบลาสต์ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ชนิด A นิวโรบลาสต์ที่ยังไม่แตกต่างจะก่อตัวเป็นโซ่ที่อพยพและพัฒนาเป็นเซลล์ประสาทที่เจริญเต็มที่ ในหลอดรับกลิ่น พวกมันจะเจริญเต็มที่เป็นเซลล์ประสาทแกรนูล GABAergic ในขณะที่ในฮิปโปแคมปัส พวกมันจะเจริญเต็มที่เป็นเซลล์แกรนูลเดนเตต^{[ 14 ]}

การดัดแปลงเอพิเจเนติกส์เป็นตัวควบคุมที่สำคัญของการแสดงออกของยีนในเซลล์ต้นกำเนิดประสาท ที่กำลังแยกตัว การดัดแปลงเอพิเจเนติกส์ที่สำคัญ ได้แก่การเติมหมู่เมทิลให้กับไซโตซีนในดีเอ็นเอเพื่อสร้าง5-เมทิลไซโตซีนและ การดีเมทิลเลชัน ของ5-เมทิลไซโตซีน^{[ 15 ] [ 16 ]} การดัดแปลงประเภทนี้มีความสำคัญต่อการกำหนดชะตากรรมของเซลล์ในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กำลังพัฒนาและโตเต็มวัย

การเติมหมู่ เมทิลให้กับไซโตซีนใน DNAจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรสของ DNA (DNMTs)การดีเมทิลไซโตซีนจะถูกเร่งปฏิกิริยาในหลายขั้นตอนที่แตกต่างกันโดยเอนไซม์ TETที่ดำเนินการปฏิกิริยาออกซิเดชัน (เช่น5-เมทิลไซโตซีนเป็น5-ไฮดรอกซีเมทิลไซโตซีน ) และเอนไซม์ของเส้นทาง การซ่อมแซมเบสที่ถูกตัดออกของ DNA (BER) ^{[ 15 ]}

นอกเหนือจากกลไกเอพิเจเนติกส์ระดับ DNA แล้ว การควบคุมการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทยังเกี่ยวข้องกับการดัดแปลงหลังการแปลของปัจจัยการถอดรหัส ตัวอย่างเช่น การอะเซทิเลชันของปัจจัยการถอดรหัสPAX6โดยKAT2Aได้รับการแสดงให้เห็นว่าส่งเสริมการยูบิควิตินเนชันและการย่อยสลายโดยโปรตีเอโซม ซึ่งส่งผลต่อความสมดุลระหว่างการเพิ่มจำนวนและการแยกตัวของเซลล์ประสาท^{[ 17 ]}

NSC มีบทบาทสำคัญในระหว่างการพัฒนา โดยสร้างเซลล์ประสาท เซลล์แอสโทรไซต์ และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ที่มีความหลากหลายมหาศาลในระบบประสาทส่วนกลางที่กำลังพัฒนา นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในสัตว์โตเต็มวัย เช่น ในการเรียนรู้และความยืดหยุ่นของฮิปโปแคมปัสในหนูโตเต็มวัย รวมถึงการจัดหาเซลล์ประสาทให้กับหลอดรับกลิ่นในหนูด้วย^{[ 7 ]}

ที่น่าสังเกตคือ บทบาทของ NSC ในระหว่างโรคต่างๆ กำลังได้รับการอธิบายโดยกลุ่มวิจัยหลายกลุ่มทั่วโลก การตอบสนองในระหว่างโรคหลอดเลือดสมอง โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งและโรคพาร์กินสันในแบบจำลองสัตว์และมนุษย์เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยในปัจจุบัน ผลลัพธ์ของการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่นี้อาจนำไปประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคทางระบบประสาทของมนุษย์ในอนาคต^{[ 7 ]}

จากการทดลองแบบคลาสสิกที่ดำเนินการโดย Sanjay Magavi และJeffrey Macklisพบ ว่า เซลล์ต้นกำเนิดประสาทมีส่วนร่วมในการอพยพและการทดแทนเซลล์ ประสาทที่กำลังจะตาย ^{[ 18 ]} Magavi ได้แสดงให้เห็น โดยใช้เลเซอร์เหนี่ยวนำให้เกิดความเสียหายกับ ชั้น คอร์ เท็กซ์ ว่าเซลล์ต้นกำเนิดประสาท SVZ ที่แสดงออกถึงDoublecortinซึ่งเป็นโมเลกุลสำคัญสำหรับการอพยพของนิวโรบลาสต์ สามารถอพยพเป็นระยะทางไกลไปยังบริเวณที่เสียหายและพัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทที่เจริญเต็มที่ซึ่งแสดงออก ถึงเครื่องหมาย NeuNนอกจากนี้ กลุ่มของ Masato Nakafuku จากประเทศญี่ปุ่นยังได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกถึงบทบาทของเซลล์ต้นกำเนิดฮิปโปแคมปัสในระหว่างโรคหลอดเลือดสมองในหนู^{[ 19 ]}ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่า NSC สามารถมีส่วนร่วมในสมองของผู้ใหญ่ได้อันเป็นผลมาจากการบาดเจ็บ ยิ่งไปกว่านั้น ในปี 2004 กลุ่มของEvan Y. Snyder ได้แสดงให้เห็นว่า NSC อพยพไปยังเนื้องอกในสมองในลักษณะที่มีทิศทาง Jaime Imitola , MD และเพื่อนร่วมงานจาก Harvard ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกถึงกลไกระดับโมเลกุลสำหรับการตอบสนองของ NSC ต่อการบาดเจ็บ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าเคโมไคน์ที่ปล่อยออกมาในระหว่างการบาดเจ็บ เช่นSDF-1aมีส่วนรับผิดชอบต่อการอพยพแบบมีทิศทางของ NSC ของมนุษย์และหนูไปยังบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บในหนู^{[ 20 ]}ตั้งแต่นั้นมา โมเลกุลอื่นๆ ก็ถูกพบว่ามีส่วนร่วมในการตอบสนองของ NSC ต่อการบาดเจ็บ ผลลัพธ์ทั้งหมดเหล่านี้ได้รับการทำซ้ำและขยายผลอย่างกว้างขวางโดยนักวิจัยคนอื่นๆ โดยเข้าร่วมกับงานคลาสสิกของRichard L. Sidmanในการใช้รังสีอัตโนมัติเพื่อแสดงภาพการสร้างเซลล์ประสาทในระหว่างการพัฒนา และการสร้างเซลล์ประสาทในผู้ใหญ่โดยJoseph Altmanในช่วงทศวรรษ 1960 เป็นหลักฐานของการตอบสนองของกิจกรรม NSC ในผู้ใหญ่และการสร้างเซลล์ประสาทในระหว่างภาวะสมดุลและการบาดเจ็บ

การค้นหากลไกเพิ่มเติมที่ทำงานในสภาพแวดล้อมของการบาดเจ็บและวิธีที่กลไกเหล่านั้นมีอิทธิพลต่อการตอบสนองของ NSC ในระหว่างโรคเฉียบพลันและเรื้อรังเป็นเรื่องที่กำลังมีการวิจัยอย่างเข้มข้น^{[ 21 ]}

การตายของเซลล์เป็นลักษณะเฉพาะของความผิดปกติเฉียบพลันของระบบประสาทส่วนกลาง รวมถึงโรคความเสื่อมของระบบประสาท การสูญเสียเซลล์จะทวีความรุนแรงขึ้นเนื่องจากขาดความสามารถในการสร้างเซลล์ใหม่เพื่อทดแทนและซ่อมแซมในระบบประสาทส่วนกลาง วิธีหนึ่งที่จะหลีกเลี่ยงปัญหานี้คือการใช้การบำบัดด้วยการทดแทนเซลล์ผ่านเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (NSCs) ที่มีศักยภาพในการสร้างใหม่ NSCs สามารถเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองเป็นทรงกลมประสาท (neurospheres) ทรงกลมประสาทเหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและเซลล์บรรพบุรุษ (NSPCs) ที่มีปัจจัยการเจริญเติบโต เช่น EGF และ FGF การขาดปัจจัยการเจริญเติบโตเหล่านี้จะกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ประสาท เซลล์แอสโทรไซต์ หรือเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ ซึ่งสามารถปลูกถ่ายเข้าไปในสมองบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บได้ ประโยชน์ของวิธีการรักษาแบบนี้ได้รับการศึกษาในโรคพาร์กินสันโรคฮันติงตันและ โรค ปลอกประสาทเสื่อมแข็ง NSPCs กระตุ้นการซ่อมแซมระบบประสาทผ่านคุณสมบัติในการปกป้องระบบประสาทและการปรับภูมิคุ้มกัน วิธี การปลูกถ่ายที่เป็นไปได้บางวิธี ได้แก่ การปลูกถ่ายในสมองและการปลูกถ่ายข้ามสายพันธุ์^{[ 22 ] [ 23 ]}

สำหรับโรคทางระบบประสาทเสื่อม การบำบัดด้วยการปลูกถ่ายอีกวิธีหนึ่งที่เกิดขึ้นในการวิจัยคือการเหนี่ยวนำเซลล์ต้นกำเนิดประสาทแบบมีทิศทาง^{[ 24 ]}การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดประสาทโดยตรงนั้นมีข้อจำกัดและเผชิญกับความท้าทายเนื่องจากอัตราการรอดชีวิตต่ำและการแยกตัวที่ไม่สมเหตุสมผล เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ การเหนี่ยวนำเซลล์ต้นกำเนิดประสาทโดยตรงจึงมุ่งเป้าไปที่การจัดการการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทก่อนการปลูกถ่าย ปัจจุบันเซลล์ต้นกำเนิดประสาทได้มาจากเนื้อเยื่อ CNS หลัก การแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่าง (PSC) และการเปลี่ยนสภาพจากเซลล์ร่างกาย เซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่ถูกเหนี่ยวนำสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้จากเซลล์ร่างกาย ดังนั้น การเหนี่ยวนำแบบมีทิศทางจึงนำเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากแหล่งต่างๆ และบังคับให้พวกมันแยกตัวเป็นเซลล์สายพันธุ์ประสาทที่ต้องการ ตัวอย่างของการใช้เทคนิคนี้ในการรักษาคือการแยกตัวของเซลล์ประสาทโดปามีน (DAergenic) ในสมองส่วนกลางด้านล่างอย่างมีเป้าหมายไปเป็นแบบจำลองต่างๆ ของโรคพาร์กินสัน^{[ 24 ]}การบำบัดโรคพาร์กินสัน (PD) ซึ่งเป็นโรคทางระบบประสาทเสื่อมในปัจจุบัน ได้แก่ การบำบัดทดแทนโดปามีน (DRT) ซึ่งช่วยบรรเทาอาการของ PD ได้ แต่เมื่อโรคดำเนินไป กลไกการบรรเทาอาการจะได้รับผลกระทบในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้น^{[ 25 ]}

แนวทางการรักษาทางเลือกอื่นนอกเหนือจากการปลูกถ่าย NSPC คือการกระตุ้น NSPC ภายในร่างกาย (eNSPC) ด้วยยา eNSPC ที่ถูกกระตุ้นจะผลิตปัจจัยบำรุงระบบประสาท ซึ่งการรักษาหลายวิธีจะกระตุ้นวิถีทางที่เกี่ยวข้องกับการฟอสโฟรีเลชันของ STAT3 บนสารตกค้างซีรีนและการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของ Hes3 ในภายหลัง (แกนการส่งสัญญาณ STAT3-Ser/Hes3 ) ซึ่งต่อต้านการตายของเซลล์ประสาทและความก้าวหน้าของโรคในแบบจำลองของความผิดปกติทางระบบประสาท^{[ 26 ] [ 27 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดประสาทจาก สมองส่วนกลางของมนุษย์(hmNPCs) มีความสามารถในการพัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทหลายสายพันธุ์ ทำให้เกิดเป็นนิวโรสเฟียร์และฟีโนไทป์ประสาทหลายแบบ hmNPC สามารถนำมาใช้พัฒนาแบบจำลอง 3 มิติในหลอดทดลองของระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์ได้ มีสองวิธีในการเพาะเลี้ยง hmNPCs คือ ระบบการเพาะเลี้ยงแบบยึดเกาะชั้นเดียว และระบบการเพาะเลี้ยงแบบนิวโรสเฟียร์ ระบบการเพาะเลี้ยงแบบนิวโรสเฟียร์เคยถูกนำมาใช้ในการแยกและขยายเซลล์ต้นกำเนิดระบบประสาทส่วนกลางมาก่อน โดยอาศัยความสามารถในการรวมตัวและเพิ่มจำนวนของ hmNPCs ภายใต้สภาวะของอาหารเลี้ยงเซลล์ที่ปราศจากซีรัม รวมถึงการมีอยู่ของปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) และปัจจัยการเจริญเติบโตของไฟโบรบลาสต์-2 (FGF2) ในขั้นต้น hmNPCs จะถูกแยกและขยายจำนวนก่อนที่จะทำการพัฒนาไปเป็นเซลล์ 2 มิติ ซึ่งใช้ในการผลิตสารละลายเซลล์เดี่ยวสารละลายเซลล์เดี่ยวนี้ช่วยให้ได้โครงสร้าง 3 มิติที่เป็นเนื้อเดียวกันและมีขนาดของกลุ่มเซลล์ที่สม่ำเสมอ การรวมกลุ่มแบบ 3 มิติทำให้เกิดนิวโรสเฟียร์ซึ่งใช้ในการสร้างแบบจำลอง CNS แบบ 3 มิติในหลอดทดลอง^{[ 28 ]}

การบาดเจ็บที่สมอง (TBI) สามารถทำให้เนื้อเยื่อสมองเสียรูปทรง นำไปสู่ ความเสียหายขั้นต้น จากการตายของเซลล์ (necrosis ) ซึ่งอาจลุกลามและกระตุ้นให้เกิดความเสียหายรอง เช่น ภาวะพิษจากสารกระตุ้น ( excitotoxicity ) การอักเสบ ภาวะขาดเลือดและการแตกของเยื่อกั้นระหว่างเลือดและสมองความเสียหายอาจทวีความรุนแรงขึ้นและในที่สุดนำไปสู่ การตายของเซลล์ ( apoptosis ) การรักษาในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การป้องกันความเสียหายเพิ่มเติมโดยการควบคุมเลือดออก ลดความดันในกะโหลกศีรษะและการอักเสบ และยับยั้งกระบวนการที่กระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์ เพื่อซ่อมแซมความเสียหายจาก TBI ทางเลือกในการรักษาที่กำลังจะมาถึงเกี่ยวข้องกับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดประสาท (NSCs) ที่ได้มาจากบริเวณรอบโพรงสมอง ของตัวอ่อน เซลล์ต้นกำเนิดสามารถเพาะเลี้ยงได้ใน สภาพแวดล้อม สามมิติที่มี ความเป็นพิษต่ำ เช่น ไฮโดรเจลซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของ NSCs เมื่อฉีดเข้าไปในผู้ป่วย TBI พบว่า NSC ที่ฉีดเข้าไปในสมองและเตรียมพร้อมแล้วจะเคลื่อนที่ไปยังเนื้อเยื่อที่เสียหายและแยกตัวเป็นโอลิโกเดนโดรไซต์หรือเซลล์ประสาทที่หลั่งปัจจัยป้องกันระบบประสาท^{[ 29 ] [ 30 ]}

Galectin-1ถูกแสดงออกใน NSC ของผู้ใหญ่และได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีบทบาททางสรีรวิทยาในการรักษาความผิดปกติทางระบบประสาทในแบบจำลองสัตว์ มีสองแนวทางในการใช้ NSC เป็นการรักษา: (1) กระตุ้น NSC ภายในเพื่อส่งเสริมการแพร่กระจายเพื่อทดแทนเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บ และ (2) ปลูกถ่าย NSC เข้าไปในบริเวณสมองที่เสียหายเพื่อให้ NSC ฟื้นฟูเนื้อเยื่อ เวกเตอร์ Lentivirusถูกใช้เพื่อติดเชื้อ NSC ของมนุษย์ (hNSC) ด้วย Galectin-1 ซึ่งต่อมาถูกปลูกถ่ายเข้าไปในเนื้อเยื่อที่เสียหาย hGal-1-hNSC กระตุ้นการฟื้นตัวของสมองที่ดีขึ้นและเร็วขึ้นของเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บ รวมถึงการลดลงของความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวและการรับรู้ เมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกถ่าย hNSC เพียงอย่างเดียว^{[ 8 ]}

เซลล์ต้นกำเนิดประสาทมักได้รับการศึกษาในหลอดทดลองโดยใช้วิธีที่เรียกว่าการทดสอบนิวโรสเฟียร์ (หรือระบบการเพาะเลี้ยงนิวโรสเฟียร์) ซึ่งพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดย Reynolds และ Weiss ^{[ 31 ]}นิวโรสเฟียร์เป็นหน่วยเซลล์ที่มีความหลากหลายโดยเนื้อแท้ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่แบ่งตัวช้าเพียงเล็กน้อย (1 ถึง 5%) และลูกหลานของเซลล์เหล่านั้น ซึ่งเป็นประชากรของ เซลล์ต้นกำเนิด เนสตินบวก ที่แบ่งตัวเร็ว ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}จำนวนรวมของเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้เป็นตัวกำหนดขนาดของนิวโรสเฟียร์ และด้วยเหตุนี้ ความแตกต่างของขนาดทรงกลมภายในประชากรนิวโรสเฟียร์ที่แตกต่างกันอาจสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงในการแพร่กระจาย การอยู่รอด และ/หรือสถานะการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท อันที่จริง มีรายงานว่าการสูญเสีย β1- อินทิกรินในการเพาะเลี้ยงนิวโรสเฟียร์ไม่ได้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถของเซลล์ต้นกำเนิดที่ขาด β1-อินทิกรินในการสร้างนิวโรสเฟียร์ใหม่ แต่มีผลต่อขนาดของนิวโรสเฟียร์: โดยรวมแล้วนิวโรสเฟียร์ที่ขาด β1-อินทิกรินมีขนาดเล็กกว่าเนื่องจากการตายของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นและการแพร่กระจายที่ลดลง^{[ 34 ]}

แม้ว่าการทดสอบ Neurosphere จะเป็นวิธีการที่นิยมใช้ในการแยก ขยาย และแม้กระทั่งนับจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและเซลล์บรรพบุรุษ แต่สิ่งพิมพ์ล่าสุดหลายฉบับได้เน้นย้ำถึงข้อจำกัดบางประการของระบบการเพาะเลี้ยง neurosphere ในฐานะวิธีการกำหนดความถี่ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท^{[ 35 ]}ด้วยความร่วมมือกับ Reynolds บริษัทSTEMCELL Technologiesได้พัฒนาการ ทดสอบแบบใช้ คอลลาเจนที่เรียกว่า Neural Colony-Forming Cell (NCFC) Assay สำหรับการหาปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดประสาท ที่สำคัญ การทดสอบนี้ช่วยให้สามารถแยกแยะระหว่างเซลล์ต้นกำเนิดประสาทและเซลล์บรรพบุรุษได้^{[ 36 ]}

หลักฐานแรกที่แสดงว่ามีการสร้างเซลล์ประสาทในบางบริเวณของสมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยมาจากการศึกษาการติดฉลาก [3H]-thymidine ที่ดำเนินการโดย Altman และ Das ในปี 1965 ซึ่งแสดงให้เห็นการสร้างเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัสหลังคลอดในหนูรุ่นเยาว์^{[ 37 ]}ในปี 1989 Sally Templeได้อธิบายถึงเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่างและสามารถสร้างตัวเองขึ้นใหม่ได้ในบริเวณใต้โพรงสมอง (SVZ) ของสมองหนู^{[ 38 ]}ในปี 1992 Brent A. Reynolds และSamuel Weissเป็นคนแรกที่แยกเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากเนื้อเยื่อ striatal ที่โตเต็มวัย รวมถึง SVZ ซึ่งเป็นหนึ่งในบริเวณที่มีการสร้างเซลล์ประสาทของเนื้อเยื่อสมองหนูที่โตเต็มวัย^{[ 31 ]}ในปีเดียวกันนั้น ทีมของConstance Cepkoและ Evan Y. Snyder เป็นคนแรกที่แยกเซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่างจากสมองน้อยของหนูและทำการถ่ายทอดยีนมะเร็งv-mycอย่าง เสถียร ^{[ 39 ]}โมเลกุลนี้เป็นหนึ่งในยีนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันเพื่อตั้งโปรแกรมเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ต้นกำเนิดในผู้ใหญ่ให้กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่าง นับตั้งแต่นั้นมา เซลล์ต้นกำเนิดประสาทและเซลล์ต้นกำเนิดได้รับการแยกจากบริเวณต่างๆ ของระบบประสาทส่วนกลางในผู้ใหญ่ รวมถึงบริเวณที่ไม่ใช่ระบบประสาท เช่นไขสันหลังและจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิดรวมถึงมนุษย์^{[ 40 ] [ 41 ]}

• รายชื่อประเภทเซลล์ของมนุษย์ที่ได้มาจากชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิด

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ต้นกำเนิดประสาทใน Wikimedia Commons