研究為神經細胞提供絕緣的人類少突膠質細胞是一項挑戰。但是產生幹細胞衍生的三維腦細胞培養物的新方法正在取得回報。
為了使大腦正常工作,至關重要的是某些神經元必須包裹有髓磷脂,而髓磷脂是一種增強脈衝傳輸的塗層。失敗可能導致從腦癱到多發性硬化症的預後。
對少突膠質細胞(製造髓磷脂的腦細胞)的更好理解可能有助於糾正或預防這些疾病。然而,儘管長期以來一直在仔細檢查和操縱培養的神經元以撬開它們的秘密,但是研究人類少突膠質細胞卻一直很困難。它們出生於大腦發育的晚期,因此要挑戰人類神經元和其他腦細胞的生成方式,以重述這些細胞類型在發育過程中發生的複雜相互作用。
現在,斯坦福大學醫學院的研究人員已經證明,他們幾年前開發的用於培養源自乾細胞的人腦細胞球的系統,該系統可模擬真實的大腦迴路,可產生少突膠質細胞台灣娛樂城會與神經元和第三種稱為星形膠質細胞的腦細胞一起活動。
精神病學和行為科學助理教授,醫學博士Sergiu Pasca說:“我們現在在一種單一的文化中相互作用著多種細胞類型。” “這使我們可以更近距離地觀察人腦中主要的細胞參與者如何相互交談。”
1月28日在線發表在《自然神經科學》上的一項描述這項工作的研究。帕斯卡是這項研究的資深作者,他是斯坦福大學吳仔神經科學研究所人類大腦器官生成計劃的負責人。主要作者是研究生麗貝卡·馬頓。
從乾細胞到少突膠質細胞
在培養皿中,所有三種細胞類型都是從多能幹細胞發育而來的。像在人類前腦中那樣,將自己安排在三維腦球或橢球中;逐步成熟;並進行栩栩如生的互動。斯坦福大學的科學家從他們的座位旁偷看了少突膠質細胞的運動,看著它們將延伸物包裹在單個神經元周圍,形成了髓鞘的絕緣外套,從而在現實的大腦組織中加速了信號傳輸。
研究人員能夠確定哪些電競運彩ptt基因在大腦球體的少突膠質細胞發育的不同階段有活性,並表明這些基因的激活模式與現實生活中的少突膠質細胞在相當的成熟階段非常相似。這樣一來,他們就可以在培養的少突膠質細胞中確定幾種基因活化的不同起始時間,這些基因突變後會引起不同的先天性髓鞘疾病-這一發現可能會對這些疾病的建模產生影響。
星形膠質細胞
這些大腦球狀體中的許多含有多達100萬個細胞,直徑高達八分之一英寸,已經在培養物中存活了至少兩年。在這段時間裡,另一種腦細胞出現了。這些細胞被稱為星形膠質細胞,數量超過大腦中的神經元,並執行許多基本任務,從管理神經元的營養和能量供應到控制突觸的定位,形成和功能,即神經元之間通過結點相互傳遞信息。
在人類大腦皮層中,大多數神經元在妊娠的第26週出生。星形膠質細胞在此期間開始出現,並在幾個月後繼續成熟。以前的培養方法不能使細胞存活足夠長的時間來概括這種成熟過程。
人類少突膠質細胞需要更長的時間才能出現。在負責高級認知功能(例如決策,調度和遠見)的大腦高級區域(如大腦皮層)中,少突膠質細胞開始形成百家樂線贏家娛樂城上娛樂城出生時周圍的大量數字。
在新的研究中,研究人員信用卡娛樂城通過添加特殊內容,改進了他們以前培養腦球體的方法娛樂城推薦ptt 促進少突膠質細胞形成,存活和發展的生長因子和營養物質。在培養開始的第100天,少突膠質細胞與神經元和星形膠質細胞並存。
使用實時成像顯微鏡,馬頓能夠觀察到大腦球狀體並539連碰意思記錄已經用熒光標記物標記的少突膠質細胞的行為。她在65到275天之間做了廣泛的研究,通過改變顯微鏡的景深來監視不同細胞的行為。研究人員觀察到少突膠質細胞從起源點遷移到神經元目的地。
高分辨率電子顯微鏡顯示,在培養開始的三到四個月內,少突膠質細胞鞘覆蓋了神經元細絲。
帕斯卡說,當科學家將大腦球體暴露在溶解脂肪的乳化劑中時,“少突膠質細胞受到的影響最大”。 “好像他們在融化。”
從患者來源的皮膚細胞生成腦球,使醫學研究人員(例如Pasca)可以個性化地研究神經系統疾病和精神疾病,而無需獲取和維護活的腦組織。
Pasca的小組正在研究許多遺傳疾病tha娛樂城會影響胎兒發育或兒童早期出現的髓鞘形成。但是,含有少突膠質細胞的腦球體也可以用於研究脫髓鞘疾病,例如多發性硬化症和腦癱,甚至是一些通常不被認為與髓鞘相關的精神病。
帕斯卡說:“我們知道,在精神分裂症中,髓鞘化,特別是青春期,在患者出現症狀之前就已被破壞。”
本文已由斯坦福大學醫學中心提供的材料重新發表。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。
參考:
麗貝卡·馬頓(Rebecca M.人三維神經文化中少突膠質細胞的分化和成熟,《自然神經科學》(2019)。 DOI:10.1038 / s41593-018-0316-9