前言

神经退行性疾病正成为全球公共健康的严峻挑战。阿尔茨海默病、帕金森病等病症不仅使患者认知、运动功能逐步丧失，还带来沉重的家庭与社会负担。据世界卫生组织2019年报道，全球已有超5500万痴呆患者，且病例数每20年将翻一番（数据来源网络）。这类疾病的特点是发病机制复杂、治愈手段有限，因此，对神经细胞功能调控与替代治疗的研究迫在眉睫。

在此背景下，如何通过优化细胞培养体系模拟神经细胞生理环境、提升功能研究的准确性，成为突破疾病机制与治疗瓶颈的关键方向。本文将为您介绍瑞典BioLamina无动物源层粘连蛋白（Biolaminin）基质技术，为该领域提供了新的研究工具与更多转化可能。

一、从“模拟”到“调控”：层粘连蛋白的天然益处

神经细胞的命运抉择（如分化、迁移、功能成熟）高度依赖细胞与细胞外基质（ECM）的动态互作。作为ECM的核心成分，层粘连蛋白（Laminin）可通过与细胞表面受体（如整合素）结合，像“分子开关”一样进一步调控细胞的锚定、存活、增殖等关键过程（详细学习，可见“干细胞研究关键要素”）

多种层粘连蛋白laminin天然存在于神经系统细胞外微环境（图源: BioLamina官网）

•  星形胶质细胞：LN111、LN211、LN411、LN521

•  前体细胞和少突胶质细胞：LN211、LN411

•  多巴胺能细胞：LN111、LN521

•  皮质和海马神经元：LN111、LN211、LN511、LN521

•  神经干细胞：LN521

•  运动神经元：LN211、LN411、LN421

•  小胶质细胞：LN411、LN421、LN511、LN521

•  血-脑屏障：LN111、LN211、LN521

•  中间神经元：LN211、LN411、LN421、LN511、LN521

•  感觉神经元：LN111、LN211、LN411、LN511

•  施万（Schwann）神经元：LN211、LN411

•  神经嵴（NC）细胞：LN521

BioLamina开发的Biolaminin基质，正是基于这一原理，提供多个亚型无动物来源、成分明确的层粘连蛋白（如LN111、LN521等）产品，让培养体系摆脱传统动物基质（如鼠源的基质胶Matrigel）的批次差异与伦理风险，同时细胞特异性地再现体内细胞-基质互作的生物学逻辑。

二、BioLaminin在神经细胞培养中的具体表现

不同神经细胞对层粘连蛋白亚型的需求具有高度特异性。BioLamina本文列举的十余种细胞类型的“基质-细胞配对方案”，为科研设计提供直接参考，接下来在示例中看一下Biolaminin对神经细胞培养的良好支持效果。

1. 多巴胺能神经元

LN111支持从hPSC分化，从而获得高产量的临床适用的多巴胺能神经元（DA）。

（1）在LN111上培养的人类胚胎干细胞（hESC）衍生的多巴胺前体细胞，形成了高纯度的同质细胞群，其中FOXA2+ (A，红色）和LMX1A/B+ (B，绿色）（代表前体向成熟过渡的中间态）前体细胞的纯度达到90.4% ± 0.9%。

数据图1. LN111上培养的hESC-DA的FOXA2和LMX1A/B的免疫荧光染色（比例尺为100μm）

（2）与基于胚状体（EB）的分化方案相比，从hESC分化出的DA前体细胞在LN111上实现了43倍的产量增长。并且将300,000个TH+和hNCAM+多巴胺细胞（代表着正在分化的多巴胺能神经元）移植到单侧6-OHDA损伤的裸鼠体内27周后，可成功存活并释放多巴胺。

数据图2. LN111上培养得到DA前体细胞量统计及移植27周后细胞存活与多巴胺分泌测定（比例尺为1.5mm）

（3）在3D类器官培养时，重组3D基质Biosilk与LN111生物功能化（Biofunctionalized）（指表面用laminin基质涂层后，促进细胞-基质互作，激活生物活性信号）后，明显改善了多巴胺（DA）的空间分布模式，并减少了腹侧中脑（VM）类器官内部和相互之间的变异性。

数据图3. 实时计时电流法测量传统水凝胶与Biosilk-LN111 VM类器官中多巴胺的胞吐情况及相对定量结果

2. 皮质神经元

LN521支持人多能干细胞 (hPSC) 的基因编辑，且可在LN111上连续分化，以生成具有功能活性的hPSC来源皮质神经网络。

（1）在均一化培养的皮质特异性神经元中，早期生成的深层标记物CTIP2和Tbr1，以及后期生成的上层标记物Brn2和Satb2均得以表达。

数据图4. 对Biolaminin上培养分化得到的皮质特异性神经元进行免疫荧光染色检测深层和上层标志物（比例尺为50µm）

（2）通过CRISPR/Cas9技术高效编辑诱导多能干细胞（iPSC），并成功分化为皮质神经元。成功生成神经网络结构（A），并且深层（TBR1和CTIP2）及上层（CUX1和BRN2）皮质神经元标记物表达量增加（B）。

数据图5. Biolaminin上培养分化80天的神经网络结构明场图（比例尺为200μm）及深层和上层标记物转录组特征

3. 星形胶质细胞

Biolaminin 521可支持开发临床相关星形胶质细胞模型。

（1）在Biolaminin 521上进行三个不同的hiPSC细胞系（AF22、C1、C9）分化为星形胶质细胞的多样性方案设计，成功开发出来高度可重复且完全定义的星形胶质细胞模型（NES-Astro）。下图B显示，NES-Astro模型在使用SLC1A3抑制剂UCPH101处理后，显示出对谷氨酸摄取的明显影响。

数据图6. Biolaminin 521支持临床相关星形胶质细胞模型开发过程

（2）ESC衍生的星形胶质细胞(hES-AS) 在Biolaminin 521 (细胞治疗级) 上培养后，移植用于治疗ALS时显示出安全性和潜在的治疗效果。星形胶质细胞分化7天后，表达了星形胶质细胞标志物 (GFAP、GLAST、S100 β) (A) 。Kaplan-Meir图(B)显示，接受hES-AS治疗的ALS大鼠的疾病发作时间产生明显延迟。

数据图7. Biolaminin 521 CTG上生成的hES-AS的标志物免疫荧光染色（比例尺为100μm）及ALS大鼠移植后生存评估

三、Biolaminin--从实验室到临床：转化研究的“桥梁”

✅ 化学成分定义且不含动物源成分：更符合临床监管要求

✅ 重组工艺，批次间一致性强：更有利于标准化实验，增强可重复性

✅ 灵活的培养体系：易于控制

✅ 天然的细胞-基质互作：更有利于细胞真实反应，提升功能性、产量增加

✅ 生物相关性强，有众多科学研究验证

✅ 研究级laminin和细胞治疗级 (CTG) laminin，满足科学家不同阶段需求

四、干货！技术落地：如何选择适合的基质？

对于科研人员，可根据细胞类型与研究目标参考以下策略： 

✅ 分化研究：优先选择单一亚型基质（如LN111用于多巴胺能分化），以明确机制

✅ 复杂模型：组合使用多种层粘连蛋白 (如LN211 + LN411模拟脊髓微环境）

✅ 临床转化：选择“细胞治疗级”基质（如CT521），确保成分合规与批次稳定性

五、展望：让细胞”住得更好”研究才能”走得更远”

从神经退行性疾病到创伤修复，神经细胞培养技术的每一次突破，都可能加速疗法的诞生。BioLamina的层粘连蛋白基质，以’仿生”为核心，以”标准化”为支撑，正在为神经科学研究搭建更天然的”体外舞台”。或许，当我们学会更好地模拟体内环境，细胞会告诉我们更多关于大脑的奥秘。

参考资料

Neural cell culture -Imitate the natural cell-matrix interactions for improved cell functionality（了解更多详细信息及获取原文件，请联系上海曼博生物！）

让我们共同关注细胞治疗领域的发展，期待更多突破！

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