研究發(fā)現(xiàn)，利用多能干細胞建立神經(jīng)肌肉連接

神經(jīng)肌肉疾病是由肌肉細胞、運動神經(jīng)元和周圍細胞相互作用的方式出現(xiàn)問題引起的。亥姆霍茲協(xié)會Max delbr<e:1> ck分子醫(yī)學(xué)中心的研究人員試圖創(chuàng)建人類特異性細胞培養(yǎng)模型，以尋找神經(jīng)肌肉疾病的有效治療方法，并研究脊髓中的運動神經(jīng)元如何與肌肉細胞相互作用。研究人員報告說，他們利用多能干細胞開發(fā)了一種自組織神經(jīng)肌肉連接模型。他們說，他們的模型將允許對不同神經(jīng)肌肉疾病進行高通量藥物篩選，并允許他們研究患者特異性類器官中最有希望的候選藥物。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上，題為“從人類多能干細胞中高效產(chǎn)生自組織神經(jīng)肌肉連接模型”。

研究人員寫道:“控制身體運動的復(fù)雜神經(jīng)肌肉網(wǎng)絡(luò)是導(dǎo)致癱瘓和死亡的嚴重疾病的目標。在這里，我們報告了一種強大而有效的自組織神經(jīng)肌肉連接(soNMJ)模型的發(fā)展，這種模型來自人類多能干細胞，可以在簡單的貼壁條件下長期維持。”

由 Max Delbrück中心干細胞發(fā)育和疾病建模實驗室負責(zé)人Mina Gouti博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一個三維神經(jīng)肌肉類器官(NMO)系統(tǒng)。“我們的目標之一是將我們的培養(yǎng)用于大規(guī)模的藥物測試，”Gouti說。“三維類器官非常大，不能在96孔培養(yǎng)皿中長時間生長，我們用來進行高通量藥物篩選研究。”

他們使用多能干細胞的自組織神經(jīng)肌肉連接模型“將使我們能夠?qū)Σ煌纳窠?jīng)肌肉疾病進行高通量藥物篩選，然后在患者特異性器官中研究最有希望的候選藥物，”Gouti解釋說。

為了建立2D自組織神經(jīng)肌肉連接模型，研究人員首先必須了解運動神經(jīng)元和肌肉細胞是如何在胚胎中發(fā)育的。

“我們測試了許多假設(shè)。我們發(fā)現(xiàn)功能性神經(jīng)肌肉連接所需的細胞類型來自神經(jīng)中胚層祖細胞，”該論文的主要作者、博士生Alessia Urzi說。烏爾齊發(fā)現(xiàn)了信號分子的正確組合，這種組合可以使人類干細胞成熟為功能性運動神經(jīng)元和肌肉細胞，并在兩者之間建立必要的聯(lián)系。Urzi說:“在顯微鏡下看到肌肉細胞收縮是令人興奮的。這是一個明顯的跡象，表明我們走在正確的道路上。”

為了測試該模型的有效性，Urzi使用了來自脊髓性肌萎縮癥患者的人類多能干細胞，脊髓性肌萎縮癥是一種嚴重的神經(jīng)肌肉疾病，會影響一歲的兒童。由患者特異性誘導(dǎo)多能干細胞產(chǎn)生的神經(jīng)肌肉培養(yǎng)顯示出與患者病理相似的肌肉收縮的嚴重問題。

展望未來，Gouti和她的團隊希望進行高通量藥物篩選，以確定脊髓性肌萎縮癥和肌萎縮側(cè)索硬化癥患者的新治療方法。Gouti總結(jié)道:“我們想先看看我們是否能通過使用新的藥物組合來改善復(fù)雜神經(jīng)肌肉疾病患者的生活，從而取得更成功的結(jié)果。”

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