南京大学，威斯康星大学Nature子刊发文：从干细胞中制造出人类去甲肾上腺素神经元

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发现了一种蛋白质，这种蛋白质对一种脑细胞的发育至关重要，这种脑细胞被认为在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病中发挥作用，并首次利用这一发现从干细胞中培养出神经元。

这种干细胞衍生的去甲肾上腺素神经元存在于被称为蓝斑的人类大脑部位，可能有助于研究许多精神疾病和神经退行性疾病，并为开发治疗这些疾病的新方法提供工具。

南京大学陶云龙教授和威斯康星大学麦迪逊分校神经科学和神经学教授张素春在《自然生物技术》杂志上发表了他们的研究成果，他们将这些细胞称为LC-NE神经元。陶云龙在进行这项研究时是威斯康星大学麦迪逊分校魏斯曼中心的研究教授。

蓝斑中的去甲肾上腺素神经元调节心跳、血压、觉醒、记忆、注意力和“战斗或逃跑”反应。人类后脑中大约有5万个LC-NE神经元，蓝斑所在。从那里，LC-NE神经元到达大脑和脊髓的所有部位。

“蓝斑中的去甲肾上腺素神经元对我们的生活至关重要。我们称之为生活中心。”“如果没有这些神经细胞，我们可能已经从地球上灭绝了。”

这些神经元也在各种神经退行性疾病和神经精神疾病中发挥作用，尽管未知。在许多神经退行性疾病中，如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症，神经元在很早的阶段就开始退化——有时比其他大脑区域开始衰退早几年。

“人们很早就注意到了这一点，但他们不知道蓝斑在这个过程中的作用。部分原因是我们没有一个很好的模型来模仿人类的LC-NE神经元，”该研究的第一作者陶云龙说。

之前从人类干细胞中创造这些神经元的尝试遵循了基于小鼠模型中LC-NE神经元发展的协议。在两年的时间里，陶研究了这些尝试失败的原因，以及人类干细胞中神经元的发育有何不同。

在这项新研究中，他发现了激活素- a，一种属于生长因子家族的蛋白质，在调节人类NE神经元的神经发生方面也很重要。

“我们对蓝斑的发育有了一些新的认识，这是本文的主要发现，基于这一发现，我们能够产生蓝斑去甲肾上腺素神经元。”

为了制造LC-NE神经元，研究人员将人类多能干细胞转化为后脑细胞。然后，利用激活素- a和一系列额外的信号，他们引导细胞发育成LC-NE神经元。

一旦转化，这些细胞表现出人类大脑中LC-NE神经元功能的典型特征，释放神经递质去甲肾上腺素。他们还显示了轴突树突化——神经元长分支臂的延伸，使脑细胞之间的连接成为可能——并对二氧化碳的存在做出反应，二氧化碳对呼吸控制至关重要。

这些新细胞可以作为人类疾病的模型，使科学家能够筛选潜在治疗药物，并回答诸如为什么蓝斑细胞在神经退行性疾病中如此早死亡之类的问题。

“如果这是某种原因，那么我们可以做一些潜在的事情来预防或延缓神经变性过程”。

LC-NE细胞可能有一天会作为干细胞治疗本身。

“这些细胞的应用意义非常广泛，”张教授说。

接下来，研究人员计划研究激活素- a调节LC-NE神经元发育的详细机制。该小组还将使用这些细胞进行药物筛选和疾病建模的翻译工作。