新發現，從干細胞中制造出人類去甲腎上腺素神經元

威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員發現了一種蛋白質，這種蛋白質對一種腦細胞的發育至關重要，這種腦細胞被認為在阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥等疾病中發揮作用，并**利用這一發現從干細胞中培養出神經元。

這種干細胞衍生的去甲腎上腺素神經元存在于被稱為藍斑的人類大腦部位，可能有助于研究許多精神疾病和神經退行性疾病，并為開發治療這些疾病的新方法提供工具。

南京大學陶云龍教授和威斯康星大學麥迪遜分校神經科學和神經學教授張素春在《自然生物技術》雜志上發表了他們的研究成果，他們將這些細胞稱為LC-NE神經元。陶云龍在進行這項研究時是威斯康星大學麥迪遜分校魏斯曼中心的研究教授。

藍斑中的去甲腎上腺素神經元調節心跳、血壓、覺醒、記憶、注意力和“戰斗或逃跑”反應。人類后腦中大約有5萬個LC-NE神經元，藍斑所在。從那里，LC-NE神經元到達大腦和脊髓的所有部位。

“藍斑中的去甲腎上腺素神經元對我們的生活至關重要。我們稱之為生活中心。”“如果沒有這些神經細胞，我們可能已經從地球上滅絕了。”

這些神經元也在各種神經退行性疾病和神經精神疾病中發揮作用，盡管未知。在許多神經退行性疾病中，如阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥，神經元在很早的階段就開始退化——有時比其他大腦區域開始衰退早幾年。

“人們很早就注意到了這一點，但他們不知道藍斑在這個過程中的作用。部分原因是我們沒有一個很好的模型來模仿人類的LC-NE神經元，”該研究的**作者陶云龍說。

之前從人類干細胞中創造這些神經元的嘗試遵循了基于小鼠模型中LC-NE神經元發展的協議。在兩年的時間里，陶研究了這些嘗試失敗的原因，以及人類干細胞中神經元的發育有何不同。

在這項新研究中，他發現了激活素- a，一種屬于生長因子家族的蛋白質，在調節人類NE神經元的神經發生方面也很重要。

“我們對藍斑的發育有了一些新的認識，這是本文的主要發現，基于這一發現，我們能夠產生藍斑去甲腎上腺素神經元。”

為了制造LC-NE神經元，研究人員將人類多能干細胞轉化為后腦細胞。然后，利用激活素- a和一系列額外的信號，他們引導細胞發育成LC-NE神經元。

一旦轉化，這些細胞表現出人類大腦中LC-NE神經元功能的典型特征，釋放神經遞質去甲腎上腺素。他們還顯示了軸突樹突化——神經元長分支臂的延伸，使腦細胞之間的連接成為可能——并對二氧化碳的存在做出反應，二氧化碳對呼吸控制至關重要。

這些新細胞可以作為人類疾病的模型，使科學家能夠篩選潛在治療藥物，并回答諸如為什么藍斑細胞在神經退行性疾病中如此早死亡之類的問題。

“如果這是某種原因，那么我們可以做一些潛在的事情來預防或延緩神經變性過程”。

LC-NE細胞可能有一天會作為干細胞治療本身。

“這些細胞的應用意義非常廣泛，”張教授說。

接下來，研究人員計劃研究激活素- a調節LC-NE神經元發育的詳細機制。該小組還將使用這些細胞進行藥物篩選和疾病建模的翻譯工作。

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