神经科学分子将人神经元移植到小鼠脑中

时间：2021-08-31 14:52:55 来源：

大脑皮质，我们大脑的外层通常被称为灰质，是生物体中最复杂的结构之一。它为我们提供了与其他动物区分我们的先进认知能力。

神经科学家Pierre Vanderhaeghen（Vib-Ku Leuven，UniversitéibredeBruxelles）解释了人类大脑如此独特的原因：“人类神经元的一个显着特征是他们异常的发展。神经电路花年需要多年来达到人类的全部成熟，但只有几周的小鼠或猴子的几个月。“

“这种长期成熟允许更多时间来调制脑细胞和电路，这使我们能够在延长的时间内高效地学习直到青春期。这对我们的物种来说是一个非常重要和独特的功能，但它的起源是什么仍然是一个谜。“

理解脑电路形成的机制很重要，例如，如果我们想治疗脑疾病，请添加神经电子研究佛兰德斯（Nerf，IMEC，Ku Leuven and Vib授权）的文森特·邦林教授：“电路发展的障碍与智力残疾有关，例如，精神病患者如精神分裂症。但是，它仍然不可能在迄今为止的细节中研究人类神经电路 - 直到现在！“

小鼠脑中的人脑细胞：

在联合研究努力中，Vanderhaegen和Bonin的团队开发了一种新的策略，将人神经元移植到杀虫细胞进入小鼠大脑并随着时间的推移追随他们的发展。

Daniele Linaro博士：“我们将人的胚胎干细胞分化为神经元并将它们注入幼小小鼠幼崽的脑中。这使我们可以在多个月内调查生活大脑中的人神经元。我们还可以应用这些细胞中的一系列生物工具，以研究人类神经电路形成和人脑病。“

研究人员发现，移植的人体细胞随着在人脑中的情况下遵循相同的发育计划，为人类神经元典型的数月长期成熟。这意味着我们的神经细胞可能遵循令人惊讶地独立于周围环境的“内部时钟”。

此外，人体细胞能够在小鼠神经电路中起作用。“经过几个月的成熟，人神经元开始处理信息，例如回应环境的视觉输入，”本实验与Linaro一起进行了博士。“人体细胞甚至表现出不同的反应，这取决于刺激的类型，表明移植细胞和宿主小鼠脑电路之间的连接中的令人惊讶的高精度。”

一个有很多潜力的里程碑：

本研究构成了从人多能干细胞衍生的神经元真正电路整合的第一次演示。根据Bonin的说法，“这是一种技术里程碑，为学习遗传信息，环境线索和行为如何在整体脑线上塑造兴奋的可能性而开辟了令人兴奋的可能性。”

一方面，该模型可以应用于研究一系列疾病，这些疾病被认为会影响人类神经元的发展成为神经电路。研究人员计划使用与疾病相关的遗传突变的神经元，例如智力残疾，试图在成熟和电路形成期间出现问题。

“我们的发现还暗示，神经细胞即使在成人（鼠标）大脑中也会保留其”少年“的性质。这可能对神经修复潜在的重要意义，“Vanderhaeghen增加。“移植的年轻人神经元的事实可以集成到成年电路中是在神经变性或中风的治疗发育方面的有希望的新闻，其中失去的神经元可能通过移植新神经元来取代。”

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参考：“异种人的皮质神经元揭示了物种特异性的发展和功能整合到小鼠视觉电路中”由Daniele Linaro，Ben Vermaercke，Ryohei Iwata，Arjun Ramaswamy，BaptisteLibé-Philippot，Leila Boubakar，Brittany A. Davis，Keimpe Wierda，Kristofer Davie， Suresh Poovathingal，Pier-AndréePenttila，AngélineBilheu，Lore de Bruyne，David Gall，Karl-Klaus Conzelmann，Vincent Bonin和Pierre Vanderhaeghen，2019年11月21日，Neuron.doi：
10.1016 / J.NEURON.2019.10.002

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