骨髓治療的曙光!復旦團隊通過人星形膠質細胞再生腦類器官,成功修復脊髓損傷( 二 )


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圖-1人星形膠質細胞重編程再生神經類器官
2.可以定向誘導成脊髓類器官
那么人的星形膠質細胞能否被誘導成脊髓類器官呢?團隊進一步研究發現通過精準調控脊髓特異的誘導信號(如SHH,BMP4,bFGF和RA) , 重編程后的神經外胚層細胞可定向誘導為具有背側結構的脊髓類器官(Spinal-cordorganoid)(圖1c);免疫染色和單細胞測序分析發現:脊髓類器官包含運動神經元 , GABA能中間神經元和谷氨酸能興奮性神經元等豐富的神經細胞類群(圖2b);電生理和微電極陣列分析表明脊髓類器官具有成熟的電生理活性 。
骨髓治療的曙光!復旦團隊通過人星形膠質細胞再生腦類器官,成功修復脊髓損傷
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圖-2再生皮層類器官與脊髓類器官
3.脊髓類器官移植:突觸連接發生
最后 , 團隊繼續將人星形膠質細胞來源的脊髓類器官移植到脊髓段組織(T9-T10)完全切除的免疫缺陷小鼠模型(NOD/SCID)病灶區 , 結果發現脊髓類器官不僅能夠在病灶區存活 , 維持脊髓類器官細胞特征 , 而且能夠遷移到到小鼠正常脊髓組織內部 , 與宿主神經元建立突觸連接 。 這在一定程度上起到連接上下行脊髓神經的作用 , 很好改善下行脊髓萎縮的癥狀(圖3) 。
骨髓治療的曙光!復旦團隊通過人星形膠質細胞再生腦類器官,成功修復脊髓損傷
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圖-3脊髓類器官移植治療脊髓損傷
綜上所述 , 這項研究開創了人星形膠質細胞直接重編程為神經類器官的方法 , 首次啟動膠質細胞直接再生神經組織的全新策略 , 為今后中樞神經系統組織損傷修復提供了可能 。 未來利用內源性膠質細胞直接再生特定區域的中樞神經組織干預腦疾病 , 必將具有重要的應用前景 。
復旦大學腦科學轉化研究院邵志成實驗室的許錦洪、方詩是論文的共同第一作者 。 舒友生教授及實驗室成員鄧穗馨 , 紐約醫學院SangmiChung教授 , 邵志成教授實驗室其他成員李慧娟和黃永恒以及廈門大學附屬中山醫院神經外科醫生林曉寧也對該研究做出了重要貢獻 。 邵志成研究員為本研究論文的通訊作者 。 該研究得到科技部科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金、上海市自然科學基金、復旦大學教育部腦科學前沿中心和廈門大學相關科研資金的大力支持 。
論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41551-022-00963-6
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