利用ipsc衍生神经元的研究成果发表在美国科学杂志iScience上

研究成果的重点和概要如下:

大纲:

在使用Elixirgen Scientific, Inc.基于转录因子(注1)的方法诱导分化后，ipsc来源的神经元(注2,3)在2 - 3个月的相对较短的培养时间内显示出大量的树突棘(注4)。基因表达模式的时间依赖性变化与人类大脑发育数据相关，并显示出出生后成熟的特征，例如梦布林(注5)向其脑特异性亚型(注6)梦布林a的转换。此外，该研究首次在人类iPSC神经元中揭示了称为梦布林外流的细胞事件的保存，其中积累在脊柱头部的梦布林在谷氨酸刺激下迁移到树突轴。Drebrin出埃及(Drebrin exodus)先前有报道参与啮齿动物初级神经元的脊柱结构可塑性(注7)。它在人类神经元中的观察对于促进人类突触成熟和学习记忆机制的研究具有重要意义。此外，在转录因子诱导的iPSC神经元中，树突棘形成所需的时间减少了三分之一，这可能有助于大幅降低实验成本。

这些结果为更好地理解中枢神经系统疾病和针对认知障碍的药物开发提供了希望。此外，功能成熟的人类神经元的可用性带来的新机会将促进iPS细胞工业和药物应用的发展，包括用于药物安全性和毒性测试的体外分析。

文章信息:

杂志

iScience

标题

转录因子诱导的人ipsc衍生神经元中树突棘的形成和突触成熟

作者

林和佳*，盐本修作，山田早明，渡边光，川岛佑代，江口雄一，村松浩一，关野优子

DOI

10.1016 / j.isci.2023.106285

URL

https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106285

术语表:

(注1)

转录因子:通过从基因组DNA转录遗传信息来启动或调节mRNA表达的蛋白质。在细胞中表达的转录因子决定了细胞的性质和行为。

(注2)

ipsc衍生神经元:通过分化iPS细胞在体外人工生成的神经元(注3)。

(注3)

诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPS cells):通过引入特定的重编程因子，从人体皮肤细胞和血细胞等体细胞中产生的细胞，使其获得分化为体内任何类型细胞的能力。

(注4)

树突棘:人类和动物的大脑神经元通过轴突形成神经元网络，轴突将信息从一个细胞传递到另一个细胞，树突接收信息。树突有成千上万个被称为棘的微小突起，可以接收来自轴突终端的信号输入。树突棘含有各种与记忆和学习有关的蛋白质。

(注5)

Drebrin:一种肌动蛋白结合蛋白，稳定肌动蛋白纤维细胞骨架，控制细胞形态。脑特异性异构体drebrin A积聚在突触后位点，并调节树突棘的形成和动态。已知Drebrin在兴奋性刺激(如暴露于谷氨酸盐)下会离开树突棘并迁移到树突轴。这种细胞机制被称为drebrin exodus，对于结构塑性的诱导至关重要(注7)。

(注6)

异构体:当一个基因产生多个蛋白质时，每一种替代的蛋白质形式被称为异构体。在特定条件下，一种异构体可以被另一种取代。例如，梦布林由单一基因(DBN1)表达，但胚胎亚型梦布林E在神经成熟过程中转化为脑特异性亚型梦布林a。

(注7)

结构可塑性:脊柱形状和体积的变化与突触传递效率的长期变化有关，突触传递效率是记忆形成的基础。结构可塑性在学习和遗忘机制中起着至关重要的作用。

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