中脑类器官多巴胺能神经元研究2026-06-03 08:39:34
神经上皮干细胞分化的中脑类器官和人诱导多能干细胞分化的纹状体类器官在共同培养基中培养形成中脑-纹状体组合模型,该模型概括了黑质纹状体途径的连接性,儿茶酚胺从中脑释放到纹状体,并在中脑多巴胺能神经元和纹状体神经元之间形成活性突触。将中脑和非引导类器官被加载到Matrigel相邻通道中,形成来自两种不同类型类器官的组装体,中脑类器官产生轴突突起,细胞从未引导的类器官迁移到基质胶中,朝中脑类器官迁移。有研究用微流体技术将皮质、海马和丘脑类器官沉降到微孔阵列融合成脑组合体,脑组合体能够生长并发挥良好的功能,具有神经迁移和相互作用活跃的特征。脑类器官在缺血性脑卒中体外模型构建中的应用从多能干细胞中提取的三维脑类器官能够模拟人体内大脑的细胞组成、皮质结构、脑神经连通性和表观遗传基因组学,在建立人源化缺血性脑卒中模型方面具有广阔的应用前景。一项关于脑类器官响应体外氧糖剥夺诱导的缺血性脑卒中损伤的变化及其在测试抗脑卒中药物中应用的报道表明,不同人胚胎干细胞体外培养时间的脑类器官具有不同的细胞组成,在分化85 d时的主要细胞成分Tuj1+神经元占73.6%,绿色荧光蛋白阳性星形胶质细胞占13.4%,巢蛋白阳性神经干细胞占14.5%,SOX2+细胞占21.2%,同时糖氧剥夺诱导的脑类器官损伤存在凋亡、坏死性凋亡、自噬和铁死亡等多种死亡方式。人诱导多能干细胞分化的脑类器官经糖氧剥夺处理后基因表达谱结果显示,α-2-HS-糖蛋白下调、铁蛋白轻链抗体的表达不受糖氧剥夺/复氧严重缺氧的影响及肌肉丙酮酸激酶同工酶2的上调这些可能是人脑类器官特有的反应,而过氧化物酶体增殖物激活受体α的水平在脑类器官中没有发生变化,其原因可能是由于缺乏源自中胚层的小胶质细胞。
为了揭示活性依赖性转录因子神经元PAS结构域蛋白4是否在体外人缺血模型中被诱导表达,有学者从人诱导多能干细胞中生成脑类器官,在糖氧剥夺处理1 h后神经元PAS结构域蛋白4在人脑类器官中的表达量显著增加,表明人类和小鼠都有共同的缺血诱导神经元PAS结构域蛋白4的机制。器官型脑切片培养物适合模拟离体脑生理学/病理生理学。组成型光形态发生9信号复合体是一种去NEDD氧化酶,它调控着cullin-RING-E3连接酶的泛素化活性,从而影响关键细胞蛋白的水平。利用相关脑驻留细胞类型的模型、离体器官型脑切片培养模型以及CRL neddylase状态修饰药物MLN4924和CSN5i-3,分别模拟和抑制CSN5 deNEDDylase活性,研究了CSN在神经炎症和缺血性神经元损伤中的作用。
出自《脑类器官区域特异性在缺血性脑卒中建模和药物开发中的应用》作者李瀛,王全玉,冯崇义。
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