源自人類干細胞的神經(jīng)細胞通常作為研究腦疾病的基礎。然而，這些細胞的質(zhì)量差異很大，并產(chǎn)生不同的結(jié)果。
因此，世界各地的科學家正在尋找簡單的細胞模型，以便在重復實驗時獲得一致的結(jié)果。來自波恩大學，阿姆斯特丹自由大學和哥廷根馬克斯普朗克實驗醫(yī)學研究所的研究團隊描述了一種源自干細胞的模型，該模型僅由一個人類神經(jīng)細胞組成。它是通過快速編程方法從多能干細胞中獲得的，并為研究神經(jīng)細胞功能提供了高度標準化的條件。這兩項研究現(xiàn)已發(fā)表在期刊Cell Reports上。
使用細胞重編程，可以從血液或皮膚樣品中產(chǎn)生所謂的誘導多能干細胞(iPS細胞)。身體細胞被重置為胚胎階段，然后能夠進一步分化成各種各樣的細胞類型，例如心肌或腦細胞。因此，這些全能者的期望值很高。“從iPS細胞產(chǎn)生的神經(jīng)細胞現(xiàn)在是研究腦疾病和藥物研究的*有吸引力的工具，”波恩大學醫(yī)院(UKB)重建神經(jīng)生物學研究所的OliverBrüstle教授說。
源自iPS細胞的此類人神經(jīng)細胞可以顯著變化。根據(jù)所選擇的細胞培養(yǎng)方法和生產(chǎn)途徑，它們在實驗中的反應非常不同。“然而，我們正在尋找能夠在重復實驗時產(chǎn)生相同結(jié)果的細胞模型，”Brüstle團隊的Michael Peitz博士解釋說。畢竟，應該對研究結(jié)果進行統(tǒng)計驗證。
出于這個原因，UKB的科學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開展并測試了一種細胞培養(yǎng)模型，該模型由通過高度標準化從人類iPS細胞獲得的單個神經(jīng)細胞組成。細胞編程方法。這種“單一”位于神經(jīng)膠質(zhì)細胞上，膠質(zhì)細胞是神經(jīng)細胞的天然鄰居，對其維持和功能至關重要。
神經(jīng)細胞正在自言自語
特征：“單一”腦細胞與自身對話，因為它的主要神經(jīng)纖維(軸突)*終連接到同一神經(jīng)細胞的過程。“原則上，它是一個短路的單個神經(jīng)元，”UKB重建神經(jīng)生物學研究所兩項研究的主要作者Kristina Rehbach博士解釋說。這使得科學家們可以竊聽與自身聊天的“單一”神經(jīng)細胞。
軸突和相應神經(jīng)元之間的循環(huán)信號傳遞通過突觸發(fā)生。這些是電信號引起信使物質(zhì)釋放的接口，這再次導致接收器側(cè)的電脈沖。這里可以放大或減少信號。哥廷根MPI和阿姆斯特丹自由大學的科學家測試了這種單細胞模型在刺激實驗中的表現(xiàn)。他們使用負責大腦激發(fā)的神經(jīng)元和抑制性神經(jīng)細胞。“我們能夠證明這種僅由單個神經(jīng)細胞組成的模型在功能測試中產(chǎn)生高度可重復的數(shù)據(jù)，因此為高通量實驗提供了非常好的基礎，”Matthijs Verhage教授說。 Vrije Universiteit Amsterdam。
各種應用
研究小組看到了“單一”神經(jīng)細胞模型的許多可能應用。它可以用于研究疾病機制。“例如，如果突觸中的蛋白質(zhì)被基因突變改變，那么信號傳遞的后果可以在這個模型中直接觀察到，”Brüstle教授說。另一個優(yōu)點是從患者的皮膚或血液重編程的iPS細胞可用于產(chǎn)生具有疾病和患者特異性特征的神經(jīng)元。細胞模型可能對藥物研究特別感興趣，因為它是標準化的，可擴展的并且適用于多種腦疾病。
“該項目中各研究團隊的出色合作表明干細胞技術與功能突觸生物學的結(jié)合開辟了全新的視角，”哥廷根MPI實驗醫(yī)學教授Jeong Seop Rhee博士說。所有三個研究團隊在歐洲聯(lián)合項目COSYN中共同合作。
客服一
