在实验室里,一种新的微型装置可以制造出类似于大脑中的轴突束

3-D轴突组装为药物发现铺平了道路
运动神经样组织(右)是用人类诱导的多能干细胞衍生的运动神经元(左)生成的。资料来源:2017年龟井俊(Jun Kamei)和池内吉朋(Yoshiho Ikeuchi),东京大学工业科学研究所

轴突是神经元向其他细胞传递信息的结构。在人体内,它们聚集形成束。有几种技术可以让科学家在实验室里产生和研究单个轴突,但没有一种技术能有效地产生神经束。日本和美国研究人员的一项合作已经导致了一种新的微型设备,成功地在实验室中形成束。这份报告,可以阅读干细胞的报道,有望为研究大脑发育和疾病提供重要的见解。

“我们知道生长中的轴突形成束,但我们不知道束是如何形成的,”东京大学工业科学研究所讲师、该研究的资深作者Yoshiho Ikeuchi说。

许多科学家研究了二维系统中轴突的发育和退化。然而,越来越明显的是,束的三维结构在轴突功能中起着重要的作用。因为在许多比如肌萎缩性侧索硬化症,研究小组从理论上认为,了解肌萎缩性侧索硬化症的形成可以为许多疾病的预防提供线索。

为了形成轴突束,研究小组制造了一种其中人类神经元来源于诱导被注入。神经束形成的原因是神经球状体的准备和足够窄的通道,使轴突对齐,使轴突相互结合。

球体被放置在设备的腔室中。轴突从这些球状体中生长出来,有一些进入微通道。在此基础上,其他轴突会自发地跟随而来,导致束的形成,这些束的性质与大脑中看到的一致。是什么分子信号导致了这种自发的进入还没有解释清楚,但是在90%以上的实验中检测到了束,这让研究人员相信了微装置设计的价值。

Ikeuchi说:“该装置为我们提供了一种方法,来调查是哪些因素导致了神经束的聚集。”

因此,他们通过引入过氧化物通道来模拟神经退行性条件,而束状体则以形态变化作出反应。

这些发现和相对容易的实验表明,微装置将适用于测试实验性药物化合物,以防止疾病引起的筋膜变性。

“用人类干细胞衍生的神经元生成运动神经类器官”这篇文章发表在干细胞的报道


进一步探索

发现新的神经退行性变分子

更多信息:“利用人类干细胞来源的神经元生成运动神经类器官”干细胞的报道(2017)。DOI: 10.1016 / j.stemcr.2017.09.021
期刊信息: 干细胞的报道

所提供的东京大学
引用:新的微装置在实验室准备轴突束,就像在大脑中看到的那样(2017年10月26日),2021年5月4日从//www.puressens.com/news/2017-10-microdevice-axon-fascicles-lab-brain.html检索
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