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研究和利用人胚胎干细胞(hES)细胞已成为生命科学领域的核心问题之一。当前hES细胞研究主要集中在hES的建系和维持其不分化状态；提高hES细胞定向分化为特定细胞的比例；ES细胞自我更新和分化的机制等方面。本论文一方面概述了hES细胞相关领域的研究进展；另一方面建立了不同培养体系条件下3株hES细胞，并在此基础上利用G5和肝生长因子(HGF)诱导hES细胞定向分化成高纯度的NPs。主要结论如下：1)建立人卵体外受精和胚胎培养体系。获得了15个囊胚，采用了免疫外科法分离内细胞团，运用含血清以及不含血清的培养体系，在ICR小鼠胚胎成纤维饲养层上分别建立了YKh-1、YKh-2和YKh-33株人胚胎干细胞系，生长良好，核型正常。ES细胞表达碱性磷酸酶活性、SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81和Oct-4，但不表达SSEA-1； ES细胞在体外能够分化为属于外胚层、中胚层和内胚层的各种分化细胞，在SCID小鼠体内能形成畸胎瘤，畸胎瘤包括了所有三个胚层来源的细胞类型。证实了ES细胞系的多向分化潜能。2)对比含血清以及无血清的培养体系的hES细胞系的特征，观察了其集落形态、生长速度、分化能力。结果表明，在含血清培养体系的Yhk-2，其集落形态较致密，含2-3个核的细胞较多，细胞倍增时间为43.9±5.7h；而在无血清培养体系的Yhk-3，其集落形态较铺展，细胞较小而圆，倍增时间为34.8±3.8h。细胞免疫染色和PCR结果表明，二者在体外都能分化为三个胚层来源的多种细胞，但比例有所差异。提示二者在向三个胚层来源的细胞的分化能力上有所不同。3)以所建立的hES细胞系为模型，采用HGF和G5作为诱导因子添加到神经诱导培养基中，诱导hES细胞分化成高纯度的NPs。单独的HGF或G5仅能诱导ES细胞分化成70.9±5.0％和72.9±7.2％NPs，而联用HGF和G5使NPs的比率达到91.2±11.2％，进一步纯化后获得98±3.2％的NPs。获得的NPs能分化成三个谱系神经细胞，亚克隆实验也进一步证明采用HGF+G5获得的单个NPs具有神经干细胞的特性，也能在体外分化成三个谱系的神经细胞。用SHH处理NPs，获得的分化细胞表达不同脑区标志，表明所得到NPs具有对脑区信号发生反应，进一步分化为不同脑区神经元细胞的能力。
本实验建立了具有自主知识产权的中国人源胚胎干细胞系，建立了ES细胞的含血清以及无血清的培养体系和向神经前体细胞定向分化系统，得到高比例的神经前体细胞，为进一步研究利用人胚胎干细胞打下良好的基础。