源自人類(lèi)干細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞通常作為研究腦疾病的基礎(chǔ)。然而，這些細(xì)胞的質(zhì)量差異很大，并產(chǎn)生不同的結(jié)果。
因此，世界各地的科學(xué)家正在尋找簡(jiǎn)單的細(xì)胞模型，以便在重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)獲得一致的結(jié)果。來(lái)自波恩大學(xué)，阿姆斯特丹自由大學(xué)和哥廷根馬克斯普朗克實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)描述了一種源自干細(xì)胞的模型，該模型僅由一個(gè)人類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞組成。它是通過(guò)快速編程方法從多能干細(xì)胞中獲得的，并為研究神經(jīng)細(xì)胞功能提供了高度標(biāo)準(zhǔn)化的條件。這兩項(xiàng)研究現(xiàn)已發(fā)表在期刊Cell Reports上。
使用細(xì)胞重編程，可以從血液或皮膚樣品中產(chǎn)生所謂的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)。身體細(xì)胞被重置為胚胎階段，然后能夠進(jìn)一步分化成各種各樣的細(xì)胞類(lèi)型，例如心肌或腦細(xì)胞。因此，這些全能者的期望值很高。“從iPS細(xì)胞產(chǎn)生的神經(jīng)細(xì)胞現(xiàn)在是研究腦疾病和藥物研究的*有吸引力的工具，”波恩大學(xué)醫(yī)院(UKB)重建神經(jīng)生物學(xué)研究所的OliverBrüstle教授說(shuō)。
源自iPS細(xì)胞的此類(lèi)人神經(jīng)細(xì)胞可以顯著變化。根據(jù)所選擇的細(xì)胞培養(yǎng)方法和生產(chǎn)途徑，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的反應(yīng)非常不同。“然而，我們正在尋找能夠在重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生相同結(jié)果的細(xì)胞模型，”Brüstle團(tuán)隊(duì)的Michael Peitz博士解釋說(shuō)。畢竟，應(yīng)該對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證。
出于這個(gè)原因，UKB的科學(xué)家與哥廷根的馬克斯普朗克研究所(MPI)在哥廷根和阿姆斯特丹自由大學(xué)開(kāi)展并測(cè)試了一種細(xì)胞培養(yǎng)模型，該模型由通過(guò)高度標(biāo)準(zhǔn)化從人類(lèi)iPS細(xì)胞獲得的單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成。細(xì)胞編程方法。這種“單一”位于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞上，膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)細(xì)胞的天然鄰居，對(duì)其維持和功能至關(guān)重要。
神經(jīng)細(xì)胞正在自言自語(yǔ)
特征：“單一”腦細(xì)胞與自身對(duì)話(huà)，因?yàn)樗闹饕窠?jīng)纖維(軸突)*終連接到同一神經(jīng)細(xì)胞的過(guò)程。“原則上，它是一個(gè)短路的單個(gè)神經(jīng)元，”UKB重建神經(jīng)生物學(xué)研究所兩項(xiàng)研究的主要作者Kristina Rehbach博士解釋說(shuō)。這使得科學(xué)家們可以竊聽(tīng)與自身聊天的“單一”神經(jīng)細(xì)胞。
軸突和相應(yīng)神經(jīng)元之間的循環(huán)信號(hào)傳遞通過(guò)突觸發(fā)生。這些是電信號(hào)引起信使物質(zhì)釋放的接口，這再次導(dǎo)致接收器側(cè)的電脈沖。這里可以放大或減少信號(hào)。哥廷根MPI和阿姆斯特丹自由大學(xué)的科學(xué)家測(cè)試了這種單細(xì)胞模型在刺激實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)。他們使用負(fù)責(zé)大腦激發(fā)的神經(jīng)元和抑制性神經(jīng)細(xì)胞。“我們能夠證明這種僅由單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成的模型在功能測(cè)試中產(chǎn)生高度可重復(fù)的數(shù)據(jù)，因此為高通量實(shí)驗(yàn)提供了非常好的基礎(chǔ)，”Matthijs Verhage教授說(shuō)。 Vrije Universiteit Amsterdam。
各種應(yīng)用
研究小組看到了“單一”神經(jīng)細(xì)胞模型的許多可能應(yīng)用。它可以用于研究疾病機(jī)制。“例如，如果突觸中的蛋白質(zhì)被基因突變改變，那么信號(hào)傳遞的后果可以在這個(gè)模型中直接觀察到，”Brüstle教授說(shuō)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從患者的皮膚或血液重編程的iPS細(xì)胞可用于產(chǎn)生具有疾病和患者特異性特征的神經(jīng)元。細(xì)胞模型可能對(duì)藥物研究特別感興趣，因?yàn)樗菢?biāo)準(zhǔn)化的，可擴(kuò)展的并且適用于多種腦疾病。
“該項(xiàng)目中各研究團(tuán)隊(duì)的出色合作表明干細(xì)胞技術(shù)與功能突觸生物學(xué)的結(jié)合開(kāi)辟了全新的視角，”哥廷根MPI實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)教授Jeong Seop Rhee博士說(shuō)。所有三個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在歐洲聯(lián)合項(xiàng)目COSYN中共同合作。
客服一
