骨髓治疗的曙光!复旦团队通过人星形胶质细胞再生脑类器官,成功修复脊髓损伤( 二 )


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图-1人星形胶质细胞重编程再生神经类器官
2.可以定向诱导成脊髓类器官
那么人的星形胶质细胞能否被诱导成脊髓类器官呢?团队进一步研究发现通过精准调控脊髓特异的诱导信号(如SHH,BMP4,bFGF和RA) , 重编程后的神经外胚层细胞可定向诱导为具有背侧结构的脊髓类器官(Spinal-cordorganoid)(图1c);免疫染色和单细胞测序分析发现:脊髓类器官包含运动神经元 , GABA能中间神经元和谷氨酸能兴奋性神经元等丰富的神经细胞类群(图2b);电生理和微电极阵列分析表明脊髓类器官具有成熟的电生理活性 。
骨髓治疗的曙光!复旦团队通过人星形胶质细胞再生脑类器官,成功修复脊髓损伤
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图-2再生皮层类器官与脊髓类器官
3.脊髓类器官移植:突触连接发生
最后 , 团队继续将人星形胶质细胞来源的脊髓类器官移植到脊髓段组织(T9-T10)完全切除的免疫缺陷小鼠模型(NOD/SCID)病灶区 , 结果发现脊髓类器官不仅能够在病灶区存活 , 维持脊髓类器官细胞特征 , 而且能够迁移到到小鼠正常脊髓组织内部 , 与宿主神经元建立突触连接 。 这在一定程度上起到连接上下行脊髓神经的作用 , 很好改善下行脊髓萎缩的症状(图3) 。
骨髓治疗的曙光!复旦团队通过人星形胶质细胞再生脑类器官,成功修复脊髓损伤
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图-3脊髓类器官移植治疗脊髓损伤
综上所述 , 这项研究开创了人星形胶质细胞直接重编程为神经类器官的方法 , 首次启动胶质细胞直接再生神经组织的全新策略 , 为今后中枢神经系统组织损伤修复提供了可能 。 未来利用内源性胶质细胞直接再生特定区域的中枢神经组织干预脑疾病 , 必将具有重要的应用前景 。
复旦大学脑科学转化研究院邵志成实验室的许锦洪、方诗是论文的共同第一作者 。 舒友生教授及实验室成员邓穗馨 , 纽约医学院SangmiChung教授 , 邵志成教授实验室其他成员李慧娟和黄永恒以及厦门大学附属中山医院神经外科医生林晓宁也对该研究做出了重要贡献 。 邵志成研究员为本研究论文的通讯作者 。 该研究得到科技部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金、上海市自然科学基金、复旦大学教育部脑科学前沿中心和厦门大学相关科研资金的大力支持 。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41551-022-00963-6
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