神經(jīng)細(xì)胞作為一個單一的研究

來源于人類干細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞通常被用作研究腦部疾病的基礎(chǔ)。然而，這些細(xì)胞的質(zhì)量差異很大，產(chǎn)生了不同的結(jié)果。

因此，世界各地的科學(xué)家都在尋找簡單的細(xì)胞模型，以在重復(fù)實(shí)驗(yàn)時獲得一致的結(jié)果。來自波恩大學(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)描述了一個源自干細(xì)胞的模型，該模型僅由一個人類神經(jīng)細(xì)胞組成。它是通過快速編程從多能干細(xì)胞中獲得的，為研究神經(jīng)細(xì)胞的功能提供了高度標(biāo)準(zhǔn)化的條件。這兩項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在國際期刊《細(xì)胞報告》上。

利用細(xì)胞重編程，可以從血液或皮膚樣本中產(chǎn)生所謂的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)。身體復(fù)位到胚胎階段，然后可以進(jìn)一步分化成各種細(xì)胞類型，如心肌細(xì)胞或腦細(xì)胞。因此，這些全能者的期望非常高。“由誘導(dǎo)多能干細(xì)胞產(chǎn)生的神經(jīng)細(xì)胞現(xiàn)在是研究腦部疾病和藥物研究的最有吸引力的工具，”UKB波恩大學(xué)醫(yī)院重建神經(jīng)生物學(xué)研究所的OliverBrstle教授說。

這種來源于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的人類神經(jīng)細(xì)胞可以有很大的不同。根據(jù)所選擇的細(xì)胞培養(yǎng)方法和生產(chǎn)路線，它們在實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)大不相同。“然而，我們正在尋找一種在重復(fù)實(shí)驗(yàn)時能夠產(chǎn)生相同結(jié)果的細(xì)胞模型，”Brstle團(tuán)隊(duì)的Michael Peitz博士解釋道。畢竟研究結(jié)果要經(jīng)過統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證。

為此，UKB科學(xué)家和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)開發(fā)并測試了細(xì)胞培養(yǎng)模型，該模型由通過高度標(biāo)準(zhǔn)化從人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞獲得的單個神經(jīng)細(xì)胞組成。單元編程方法。這種“單一”位于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞上，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)細(xì)胞的天然鄰居，對神經(jīng)細(xì)胞的維持和功能至關(guān)重要。

神經(jīng)在自言自語。

特點(diǎn)：一個“單一”腦細(xì)胞自言自語的過程，因?yàn)樗闹饕窠?jīng)纖維(軸突)最終連接到同一個神經(jīng)細(xì)胞?！霸瓌t上，它是一個短路的單個神經(jīng)元，”UKB重建神經(jīng)生物學(xué)研究所兩項(xiàng)研究的主要作者之一克里斯蒂娜雷巴赫博士解釋說。這使得科學(xué)家能夠竊聽與自己聊天的“單一”神經(jīng)細(xì)胞。

軸突和相應(yīng)神經(jīng)元之間的循環(huán)信號傳遞通過突觸進(jìn)行。這些是電信號引起信使物質(zhì)釋放的界面，信使物質(zhì)又在接收器端產(chǎn)生電脈沖。在這里，信號可以被放大或縮小。哥廷根MPI和阿姆斯特丹自由大學(xué)的科學(xué)家在刺激實(shí)驗(yàn)中測試了這種單細(xì)胞模型的性能。他們使用負(fù)責(zé)大腦刺激的神經(jīng)元和抑制性神經(jīng)元。Matthijs Verhage教授說：“我們可以證明，這種僅由單個神經(jīng)細(xì)胞組成的模型在功能測試中產(chǎn)生了高度可重復(fù)的數(shù)據(jù)，從而為高通量實(shí)驗(yàn)提供了非常好的基礎(chǔ)。阿姆斯特丹自由大學(xué).

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。它可以用來研究疾病的機(jī)制?！袄纾绻挥|中的蛋白質(zhì)因基因突變而改變，那么在這個模型中可以直接觀察到信號傳遞的后果，”Brstle教授說。另一個優(yōu)點(diǎn)是，從患者皮膚或血液中重新編程的誘導(dǎo)多能干細(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。該模型可能對藥物研究特別感興趣，因?yàn)樗菢?biāo)準(zhǔn)化的、可擴(kuò)展的，并且適用于各種腦部疾病。

哥廷根MPI實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)教授Jeong Seop Rhee博士說：“研究團(tuán)隊(duì)在該項(xiàng)目中的出色合作表明，干細(xì)胞技術(shù)與功能性突觸生物學(xué)的結(jié)合開辟了一個新的視角。所有三個研究團(tuán)隊(duì)在歐洲聯(lián)合項(xiàng)目COSYN中共同工作。

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