实验室培养的神经细胞使心脏细胞悸动

约翰霍普金斯大学的研究人员报告说,一种实验室培养的人类神经细胞与心肌细胞刺激宫缩。因为次心跳加速神经细胞来自诱导多能干细胞(iPS)细胞,进而由人类皮肤细胞,研究人员认为驱动与交感神经细胞是一个帮助学习障碍,影响神经系统,科学家将能够增加神经细胞在实验室中复制特定病人的疾病。

D.V.M. Gabsang Lee博士,who led the study, says his experiments were inspired in part by the fact that many promising drugs fail in clinical trials because of nervous system side effects, including increased血压。“我们的工作进展的可能性,我们可能有一天能够更好地预测哪些药物会影响我们的重要器官的功能通过简单的测试在实验室培养的细胞,”他补充道。

总结调查结果会出现在线杂志6月16日细胞干细胞。

富有同情心的神经细胞是所谓的交感神经系统的一部分,或多或少地自动激活和调节呼吸、心率、视觉焦点,消化和恐惧反应。细胞连接大脑的眼睛,血管和大部分内脏,很少受到有意识的思考。

这些细胞被激活时,提示信号分子(如去甲肾上腺素的释放,做事情喜欢扩张学生和肺部的气道,收缩血管,提高血压,增加心跳的频率和力量。故障的交感神经细胞可能会导致许多疾病,包括高血压和其他心脏疾病。

在他们的实验中,李的研究小组开始与人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞,然后转基因绿色发光如果某些掌握基因被激活,一个简单的视觉细胞变得交感神经细胞的信号。

尝试多种化学物质的组合,团队最终找到了一个配方,通过成熟的不同阶段的干细胞,类似于发生在胚胎发育期间,成为交感神经细胞。他们比较了蛋白质的细胞和电流产生同情的已知模式和其他神经细胞,并报告他们确实符合普通交感神经细胞中发现什么。

发现如果实验室培养的神经细胞可以正确地搭配靶细胞和直接的功能,研究人员在一起了心肌细胞从三个不同的来源:刚出生的老鼠,老鼠胚胎干细胞和人类“诱导多能性”细胞。神经细胞连接肌肉细胞所有三个来源,尽管当团队添加尼古丁刺激神经细胞,只有肌肉细胞从新生鼠回应跳动得更快。Lee说,这个结果需要进一步研究,但可能是因为一些肌肉细胞太不成熟了。

从好的方面说,李说,因为之前的研究表明,神经细胞之间的联系工作,他们的目标组织可以帮助神经细胞成熟的开发期间,团队研究了神经细胞生长和心肌细胞。正如预测的那样,与心肌细胞出现交感神经变得更成熟,基于他们释放的蛋白质,比种族隔离的同行。

“在干细胞领域的关键问题是,我们如何做成熟的细胞各种体内?”李说。“现在我们可以检查交感神经细胞的列表中,虽然我们将继续研究他们的成熟过程,找出分子变化引起的心脏细胞的连接。”

他的团队也将测试神经的能力对组织与其他目标,如血管和棕色脂肪,这是由交感神经系统控制,参与疾病如高血压、糖尿病和肥胖。(棕色脂肪有助于控制卡路里的消耗和体温)。李说靶组织配对可以结合研究神经细胞由这些疾病患者学习不同病人的基因错误如何影响神经的功能。