首先將類(lèi)胚體消化成單細胞,貼壁培養,于不同的培養階段添加不同種類(lèi)和不同濃度的化學(xué)物質(zhì)、條件培養基或細胞因子等誘導條件,直接促進(jìn)ES細胞定向分化為某種特殊類(lèi)型的細胞;或通過(guò)改變培養條件對某些類(lèi)型的細胞分化起抑制作用,從而高效誘導目的細胞的分化。改變細胞的培養條件使ES細胞進(jìn)行定向分化的基本策略有三種:
一是向培養基中添加生長(cháng)因子和化學(xué)誘導劑等;
二是將ES細胞與其它細胞一起進(jìn)行培養;
三是將細胞接種在適當的底物上,以促使細胞中某些特定基因的表達上調或下降,從而引發(fā)細胞沿著(zhù)某一特定譜系進(jìn)行分化。
體外誘導胚胎干細胞的物質(zhì)有化學(xué)試劑誘導法、細胞因子誘導法和外源基因誘導法。
化學(xué)試劑誘導法:維甲酸(RA)、DMSO、β-磷酸甘油、維生素C(VC)、地塞米松、維生素K3(VK3)以及2,5-羥基維生素D3等化學(xué)試劑,都能誘導ES細胞定向分化為特定類(lèi)型細胞。
細胞因子誘導法:ES細胞在培養過(guò)程中對許多細胞因子具有很強的依賴(lài)性。增加或減少一種或幾種細胞因子可影響ES細胞的增殖或分化。目前研究最深入的細胞因子主要有骨形成蛋白(BMPs)和成纖維細胞生長(cháng)因子(FGF)等。
外源基因誘導法:轉基因法可以彌補細胞因子法的不足。其原理是使某個(gè)促分化基因在ES細胞中過(guò)度表達,從而調控ES細胞的分化。應用此方法之前,首先要確定決定該細胞向不同方向分化的關(guān)鍵基因,其次還要確保在適宜的時(shí)間將此基因正確插入到ES細胞基因組序列上。