来自人类干细胞的神经细胞通常作为研究脑部疾病的基础

但是，这些细胞的质量差异很大，并且产生不同的结果。因此，世界各地的科学家都在寻找简单的细胞模型，以便在重复进行实验时得出一致的结果。波恩大学，阿姆斯特丹自由大学和位于哥廷根的马克斯·普朗克实验医学研究所的研究团队描述了一种仅由一个人神经细胞组成的干细胞模型。它是通过快速前向编程方法从多能干细胞获得的，并为研究神经细胞功能提供了高度标准化的条件。两项研究现已发表在国际杂志《细胞报告》上。

使用细胞重编程，可以从血液或皮肤样品中产生所谓的诱导性多能干细胞(iPS细胞)。人体细胞被重置为胚胎阶段，然后能够进一步分化为多种细胞类型，例如心肌或脑细胞。这些全能选手的期望值很高。波恩大学医院重建神经生物学研究所的OliverBrüstle博士说：“如今，由iPS细胞产生的神经细胞是用于脑疾病和药物研究的最有吸引力的工具。”

源自iPS细胞的此类人神经细胞可以有很大差异。根据所选择的细胞培养方法和生产途径，它们在实验中的反应非常不同。“但是，我们正在寻找一种能够在重复实验时能够产生相同结果的细胞模型，”Brüstle团队的Michael Peitz博士解释说。毕竟，研究结果应进行统计学验证。

因此，UKB科学家与位于哥廷根的马克斯·普朗克实验医学研究所(MPI)和阿姆斯特丹自由大学一起，开发并测试了一种细胞培养模型，该模型由通过高度标准化的人iPS细胞获得的单个神经细胞组成单元编程方法。这种“单细胞”位于神经细胞的天然邻居神经胶质细胞上，对它们的维持和功能至关重要。

神经细胞在自言自语

特殊功能：“单个”脑细胞会说话，因为它的主要神经纤维(轴突)最终连接到同一神经细胞的过程。UKB重建神经生物学研究所的两项研究的主要作者之一克里斯蒂娜·雷巴赫(Kristina Rehbach)博士解释说：“原则上，这是一个具有短路的神经元。”这使科学家能够窃听与自己聊天的“单个”神经细胞。

轴突和各个神经元之间的循环信号传输是通过突触进行的。这些是电信号引起信使物质释放的接口，这些信使物质再次导致接收器侧的电脉冲。在这里，信号可以放大或减少。哥廷根MPI和阿姆斯特丹自由大学的科学家们测试了这种单细胞模型在刺激实验中的行为。他们使用了负责大脑兴奋的神经元和抑制​​性神经细胞。“我们能够证明这种仅由单个神经细胞组成的模型在功能测试中可产生高度可重复的数据，因此为高通量实验提供了非常好的基础，”来自该机构的Matthijs Verhage教授说。阿姆斯特丹自由大学。

各种应用

研究团队发现“单个”神经细胞模型有许多可能的应用。它可以用来研究疾病的机制。“例如，如果突触中的蛋白质被基因突变改变，则可以在这种模型中直接观察到信号传递的后果，”Brüstle教授说。另一个优点是，从患者的皮肤或血液重新编程的iPS细胞可用于生成具有疾病和患者特定特征的神经元。细胞模型可能是药物研究特别感兴趣的，因为它是标准化的，可扩展的并且适用于多种脑部疾病。

哥廷根实验医学MPI的Jeong Seop Rhee博士说：“各个研究团队在该项目中的出色合作表明，干细胞技术与功能突触生物学的结合开辟了全新的视野。”这三个研究团队在欧洲共同项目COSYN中共同工作。

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