Menselijke pluripotente stamcellen (PSC), zowel menselijke embryonale stamcellen (hESC ') en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs), de capaciteit om elk celtype in het lichaam, waaronder neuronen ^1-3 genereren. Gerichte differentiatie van verschillende neuronale subtypes van menselijke PSC heeft de sleutel voor de toepassing van deze cellen in de regeneratieve geneeskunde. De productie van functionele neuronale subtypes tijdens ontwikkeling een complex proces, waarbij de inductie van neurale stam, de specificatie van regionale progenitors langs de rostro-caudale as en de differentiatie van post-mitotische neuronen types van de regionale progenitoren ^4,5. Vanaf 2001 zijn er verschillende systemen opgezet om neurale afstamming genereren uit hESC 's, die een platform hebben voor de volgende generatie van neuronale subtypes ^6,7. Op basis ontwikkelingsprincipes verschillende types neuron zoals spinale motorische neuronen ^8-12, midbrain dopaminerge neuronen ^13-15, en neurale retinale cellen ^16,17 zijn efficiënt opgegeven vanaf het menselijk PSC's. Dit werd gedaan door kritische morfogenen die belangrijk zijn voor de specificatie van deze types neuron tijdens in vivo ontwikkeling. Andere protocollen zijn ook ontwikkeld om de differentiatie van hESC 'via in neuronen met behulp van aanvullende factoren ^18-20 zoals kleine moleculen of co-kweken met andere celtypen om differentiatie ²¹ bevorderen.

De menselijke neocortex is sterk ontwikkeld en bevat vele soorten cellen, met inbegrip van glutamaat neuronen die een belangrijke rol bij het ​​leren, het geheugen en cognitieve functies ^22,23 af te spelen. De eerste stap in het genereren glutamaterge neuronen in cultuur te geven telencephalic progenitorcellen. Yoshiki Sasai groep voor het eerst gemeld de gerichte differentiatie van telencephalic voorlopers van muis SER (mESCs) met behulp van een serum-vrij suspension kweken in aanwezigheid van Dkk1 (die remt Wnt signalering) en LeftyA (die remt nodale signalering) ^24. Vervolgens hebben verschillende groepen waaronder ons rapporteerden ook de specificatie van telencephalic precursors uit humaan PSC in serumvrij medium ^25-27. De generatie van telencephalic precursors van menselijke PSC vereist niet het gebruik van exogene morfogenen en de efficiëntie in het genereren van deze precursors is veel hoger dan van mESCs ^26,27. Hier is een chemisch welbepaalde systeem voor neurale inductie die goed werd opgericht door de groep Zhang's ⁷ is beschreven. Zonder de toevoeging van exogene caudalizing factoren, dit protocol genereert efficiënt telencephalic voorlopers van menselijke PSC's ^27. Deze voorlopers kunnen dan worden onderscheiden in dorsale of ventrale voorouders door het reguleren van de signalering van Wnt en sonic hedgehog (SHH). De dorsale voorouders kan verder differentiëren in glutamaat neuronen efficiently ^27. Daarnaast heeft dit protocol werkt ook goed voor het genereren van glutamaat neuronen van menselijke iPSCs ^28, waardoor het genereren van patiëntspecifieke neuronen die kunnen worden gebruikt om het werkingsmechanisme en potentiële therapieën voor een groot scala aan ziekten verkennen . Bovendien ons systeem biedt ook een platform voor de ontwikkeling en specificatie van diverse types neuronale in het telencephalon verkennen.