源自人類干細胞的神經細胞通常作為研究腦疾病的基礎。然而，這些細胞的質量差異很大，并產生不同的結果。
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，并為研究神經細胞功能提供了高度標準化的條件。這兩項研究現已發表在期刊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細胞產生的神經細胞現在是研究腦疾病和藥物研究的*有吸引力的工具，”波恩大學醫院(UKB)重建神經生物學研究所的OliverBrüstle教授說。
源自iPS細胞的此類人神經細胞可以顯著變化。根據所選擇的細胞培養方法和生產途徑，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生相同結果的細胞模型，”Brüstle團隊的Michael Peitz博士解釋說。畢竟，應該對研究結果進行統計驗證。
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細胞組成。細胞編程方法。這種“單一”位于神經膠質細胞上，膠質細胞是神經細胞的天然鄰居，對其維持和功能至關重要。
神經細胞正在自言自語
特征：“單一”腦細胞與自身對話，因為它的主要神經纖維(軸突)*終連接到同一神經細胞的過程。“原則上，它是一個短路的單個神經元，”UKB重建神經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”神經細胞。
軸突和相應神經元之間的循環信號傳遞通過突觸發生。這些是電信號引起信使物質釋放的接口，這再次導致接收器側的電脈沖。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。他們使用負責大腦激發的神經元和抑制性神經細胞。“我們能夠證明這種僅由單個神經細胞組成的模型在功能測試中產生高度可重復的數據，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。另一個優點是從患者的皮膚或血液重編程的iPS細胞可用于產生具有疾病和患者特異性特征的神經元。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合開辟了全新的視角，”哥廷根MPI實驗醫學教授Jeong Seop Rhee博士說。所有三個研究團隊在歐洲聯合項目COSYN中共同合作。
客服一
