利用多能干细胞建立神经肌肉连接

神经肌肉疾病是由肌肉细胞、运动神经元和周围细胞相互作用的方式出现问题引起的。亥姆霍兹协会Max delbr<e:1> ck分子医学中心的研究人员试图创建人类特异性细胞培养模型，以寻找神经肌肉疾病的有效治疗方法，并研究脊髓中的运动神经元如何与肌肉细胞相互作用。研究人员报告说，他们利用多能干细胞开发了一种自组织神经肌肉连接模型。他们说，他们的模型将允许对不同神经肌肉疾病进行高通量药物筛选，并允许他们研究患者特异性类器官中最有希望的候选药物。

他们的研究结果发表在《Nature Communications》杂志上，题为“从人类多能干细胞中高效产生自组织神经肌肉连接模型”。

研究人员写道:“控制身体运动的复杂神经肌肉网络是导致瘫痪和死亡的严重疾病的目标。在这里，我们报告了一种强大而有效的自组织神经肌肉连接(soNMJ)模型的发展，这种模型来自人类多能干细胞，可以在简单的贴壁条件下长期维持。”

由 Max Delbrück中心干细胞发育和疾病建模实验室负责人Mina Gouti博士领导的研究人员已经开发出了一个三维神经肌肉类器官(NMO)系统。“我们的目标之一是将我们的培养用于大规模的药物测试，”Gouti说。“三维类器官非常大，不能在96孔培养皿中长时间生长，我们用来进行高通量药物筛选研究。”

他们使用多能干细胞的自组织神经肌肉连接模型“将使我们能够对不同的神经肌肉疾病进行高通量药物筛选，然后在患者特异性器官中研究最有希望的候选药物，”Gouti解释说。

为了建立2D自组织神经肌肉连接模型，研究人员首先必须了解运动神经元和肌肉细胞是如何在胚胎中发育的。

“我们测试了许多假设。我们发现功能性神经肌肉连接所需的细胞类型来自神经中胚层祖细胞，”该论文的主要作者、博士生Alessia Urzi说。乌尔齐发现了信号分子的正确组合，这种组合可以使人类干细胞成熟为功能性运动神经元和肌肉细胞，并在两者之间建立必要的联系。Urzi说:“在显微镜下看到肌肉细胞收缩是令人兴奋的。这是一个明显的迹象，表明我们走在正确的道路上。”

为了测试该模型的有效性，Urzi使用了来自脊髓性肌萎缩症患者的人类多能干细胞，脊髓性肌萎缩症是一种严重的神经肌肉疾病，会影响一岁的儿童。由患者特异性诱导多能干细胞产生的神经肌肉培养显示出与患者病理相似的肌肉收缩的严重问题。

展望未来，Gouti和她的团队希望进行高通量药物筛选，以确定脊髓性肌萎缩症和肌萎缩侧索硬化症患者的新治疗方法。Gouti总结道:“我们想先看看我们是否能通过使用新的药物组合来改善复杂神经肌肉疾病患者的生活，从而取得更成功的结果。”