一种有效地将干细胞转化为神经元的策略提供了一个强有力的神经学研究工具
神经障碍在实验室中研究尤其具有挑战性,部分原因是获取功能完整的人类神经元的途径有限。现在,由杜克大学-新加坡国立大学医学院的Hyunsoo Je领导的一个新加坡研究团队开发了一种强大的技术,可以可靠地产生与常见神经疾病有关的神经元子集。
神经元可以根据它们释放的神经递质进行分类——例如,那些分泌谷氨酸的被认为是“兴奋性的”,而那些释放伽马氨基丁酸(GABA)的被认为是“抑制性的”。
后一组神经元在癫痫等疾病中扮演着重要角色,但这些细胞通常鲜为人知,团队成员Alfred Sun说,他是新加坡a *STAR基因组研究所的博士后研究员,与Lim Bing和Huck Hui Ng一起工作。他说:“这主要是因为目前在文化上还没有高效快速的生产方案。”事实上,现有的将干细胞转化为释放伽马氨基丁酸的神经元的方法需要6个多月才能完成。
干细胞自然发育成成熟的特化细胞的过程很大程度上是由称为转录因子,直接控制基因活性。因此,研究小组系统地用已知参与gaba能神经元形成的转录因子的不同组合来处理培养的干细胞。
这使他们能够锁定三个关键的转录因子,这些转录因子是形成强大的神经元生成鸡尾酒的基础。通过他们最后的配方,研究人员能够转化超过90%的治疗干细胞进入伽马氨基丁酸能神经元的时间只有35天
孙杨对他们的计划的成功感到吃惊。他说:“由此产生的细胞似乎真的功能成熟了。”他和他的同事们能够在他们的干细胞衍生培养中识别出GABAergic神经元的多种亚型,这些亚型表现出的分子特征和电生理行为与自然产生的同类神经元本质上是相同的。事实上,这些神经元甚至能够在培养和移植到小鼠体内后与其他神经元形成功能性抑制性突触连接(见图)。
这种方法还不能产生伽马氨基丁酸能神经元的全谱,孙说他的团队仍在学习如何产生一个主要的亚类,即小清蛋白神经元。尽管如此,研究人员已经开始探索他们的神经元生成方案的明确的临床潜力。“我们对理解癫痫、自闭症和精神分裂症很感兴趣,”孙说,“我们已经将这种方法应用于癫痫模型。”
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