成熟的实验室培养神经元有望治疗神经退行性疾病

西北大学领导的研究人员从人类诱导的多能干细胞 (iPSC) 中创造了第一个高度成熟的神经元，这一壮举为医学研究和神经退行性疾病和外伤的潜在移植疗法开辟了新的机会。

尽管之前的研究人员已经将干细胞分化为神经元，但这些神经元在功能上还不成熟——类似于来自胚胎或出生后早期阶段的神经元。当前干细胞培养技术获得的有限成熟降低了它们用于神经变性研究的潜力。

该研究将于 1 月 12 日发表在《细胞干细胞》杂志上。

为了创建成熟的神经元，该团队使用了“舞蹈分子”，这是西北大学教授塞缪尔·斯图普 (Samuel I. Stupp)去年推出的一项突破性技术。该团队首先将人类 iPSC 分化为运动神经元和皮层神经元，然后将它们置于含有快速移动的跳舞分子的合成纳米纤维涂层上。

丰富的神经元不仅更加成熟，而且还表现出增强的信号传递能力和更强的分支能力，这是神经元彼此进行突触接触所必需的。而且，与倾向于聚集在一起的典型干细胞衍生神经元不同，这些神经元不会聚集，因此维护起来不那么困难。

随着进一步的发展，研究人员相信这些成熟的神经元可以移植到患者体内，作为治疗脊髓损伤和神经退行性疾病(包括肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、帕金森病、阿尔茨海默病或多发性硬化症)的一种有前途的疗法。

成熟的神经元还为在基于培养皿的体外模型中研究神经退行性疾病(如 ALS 和其他与年龄相关的疾病)提供了新的机会。通过提高细胞培养物中神经元的年龄，研究人员可以改进实验以更好地了解迟发性疾病。

“这是我们第一次能够通过将人类 iPSC 衍生的神经元铺在合成基质上来触发它们的高级功能成熟，”西北大学的 Evangelos Kiskinis 说，他是该研究的共同通讯作者。“这很重要，因为有许多应用需要研究人员使用纯化的神经元群。大多数基于干细胞的实验室使用与人类干细胞衍生的神经元共培养的小鼠或大鼠神经元。但这不允许科学家研究发生了什么在人类神经元中，因为你最终会使用小鼠和人类细胞的混合物。”