源自人类干细胞的神经细胞通常作为研究脑疾病的基础。然而，这些细胞的质量差异很大，并产生不同的结果。

因此，世界各地的科学家正在寻找简单的细胞模型，以便在重复实验时获得一致的结果。来自波恩大学，阿姆斯特丹自由大学和哥廷根马克斯普朗克实验医学研究所的研究团队描述了一种源自干细胞的模型，该模型仅由一个人类神经细胞组成。它是通过快速编程方法从多能干细胞中获得的，并为研究神经细胞功能提供了高度标准化的条件。这两项研究现已发表在期刊Cell Reports上。
 

使用细胞重编程，可以从血液或皮肤样品中产生所谓的诱导多能干细胞(iPS细胞)。身体细胞被重置为胚胎阶段，然后能够进一步分化成各种各样的细胞类型，例如心肌或脑细胞。因此，这些全能者的期望值很高。“从iPS细胞产生的神经细胞现在是研究脑疾病和药物研究的*有吸引力的工具，”波恩大学医院(UKB)重建神经生物学研究所的OliverBrüstle教授说。
 

源自iPS细胞的此类人神经细胞可以显着变化。根据所选择的细胞培养方法和生产途径，它们在实验中的反应非常不同。“然而，我们正在寻找能够在重复实验时产生相同结果的细胞模型，”Brüstle团队的Michael Peitz博士解释说。毕竟，应该对研究结果进行统计验证。
 

出于这个原因，UKB的科学家与哥廷根的马克斯普朗克研究所(MPI)在哥廷根和阿姆斯特丹自由大学开展并测试了一种细胞培养模型，该模型由通过高度标准化从人类iPS细胞获得的单个神经细胞组成。细胞编程方法。这种“单一”位于神经胶质细胞上，胶质细胞是神经细胞的天然邻居，对其维持和功能至关重要。
 

神经细胞正在自言自语

特征：“单一”脑细胞与自身对话，因为它的主要神经纤维(轴突)*终连接到同一神经细胞的过程。“原则上，它是一个短路的单个神经元，”UKB重建神经生物学研究所两项研究的主要作者Kristina Rehbach博士解释说。这使得科学家们可以窃听与自身聊天的“单一”神经细胞。
 

轴突和相应神经元之间的循环信号传递通过突触发生。这些是电信号引起信使物质释放的接口，这再次导致接收器侧的电脉冲。这里可以放大或减少信号。哥廷根MPI和阿姆斯特丹自由大学的科学家测试了这种单细胞模型在刺激实验中的表现。他们使用负责大脑激发的神经元和抑制​​性神经细胞。“我们能够证明这种仅由单个神经细胞组成的模型在功能测试中产生高度可重复的数据，因此为高通量实验提供了非常好的基础，”Matthijs Verhage教授说。 Vrije Universiteit Amsterdam。
 

各种应用

研究小组看到了“单一”神经细胞模型的许多可能应用。它可以用于研究疾病机制。“例如，如果突触中的蛋白质被基因突变改变，那么信号传递的后果可以在这个模型中直接观察到，”Brüstle教授说。另一个优点是从患者的皮肤或血液重编程的iPS细胞可用于产生具有疾病和患者特异性特征的神经元。细胞模型可能对药物研究特别感兴趣，因为它是标准化的，可扩展的并且适用于多种脑疾病。
 

“该项目中各研究团队的出色合作表明干细胞技术与功能突触生物学的结合开辟了全新的视角，”哥廷根MPI实验医学教授Jeong Seop Rhee博士说。所有三个研究团队在欧洲联合项目COSYN中共同合作。