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缺血性脑卒中体外模型构建2026-06-04 08:41:00

移植后第180天,梗死的核心完全被移植的类器官填充,在梗死核心区域的增强绿色荧光蛋白阳性组织神经元在受到电流脉冲引起的膜去极化以及自发性突触后电流的刺激时,会产生动作电位;大量带有绿色荧光蛋白的神经纤维出现在对侧和同侧的胼胝体、纹状体、海马体、同侧内囊、感觉皮质和腹侧后丘脑核中,说明移植的脑类器官在移植180 d后向脑卒中小鼠的特定脑区延伸长距离投射。同时,移植的脑类器官神经元接受来自宿主细胞的突触输入和来自脑类器官神经元到远端宿主神经元的突触输出,促进小鼠脑卒中后功能恢复。区域特异性脑类器官人内侧神经节隆起类器官可以模拟腹前脑模式的早期阶段。将人内侧神经节隆起类器官移植到光血栓性脑卒中的非肥胖糖尿病-严重联合免疫缺陷小鼠的梗死核心和梗死周围感觉运动区之间的连接处。

发现大多数移植的人内侧神经节隆起类器官存活良好,并主要分化为受损皮质的γ-氨基丁酸能中间神经元,有助于脑卒中后的恢复。提高移植干细胞在受伤脑组织中的存活率和整合对于干细胞移植治疗脑卒中的成功至关重要。目前用于移植的脑类器官由人胚胎干细胞、人类多能干细胞和人诱导多能干细胞分化而成,这些细胞先形成胚胎体,在神经诱导培养基中进一步形成神经上皮细胞,最后形成神经管结构的脑类器官。在神经上皮细胞形成后还可加入刺猬信号激动剂引导内侧神经节隆起类器官形成,加入基质胶作为细胞外支架或在形成的类器官中转染慢病毒载体,验证移植的类器官在缺血性脑卒中鼠中的稳定性及发挥的重要作用。以上研究结果显示,类器官在培养55 d时进行移植,一般移植数量为两三个类器官,移植后28 d类器官显示出多分化的潜力,可以模拟体内皮质发育,实现与宿主大脑的突触连接,促进脑卒中后突触重建、轴突再生和血管生成。
 
在移植后180d脑卒中小鼠仍可长期存活并且移植物仍在分化,梗死的核心被移植物完全填塞,梗死核心中存在相当数量的宿主细胞,观察到STEM123+标记的星形胶质细胞和成熟的神经元,可以恢复脑卒中后的感觉运动功能。以上研究为类器官重建梗死组织和促进脑卒中功能恢复提供了新的策略。今后研究方向可围绕类器官不同区域类型培养移植物,同时对移植物在缺血性脑卒中产生的炎症反应等作用机制进行深入探讨。引导类器官在整个分化过程中,小分子和生长因子被用来指导多能干细胞形成代表大脑特定区域的细胞和组织,如大脑皮质、海马和中脑。

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。