多能干细胞塑造神经肌肉连接模型，助力神经肌肉疾病研究与药物筛选
德国马克斯·德尔布吕克分子医学中心的研究人员致力于解决神经肌肉疾病治疗问题，通过研究肌肉细胞、运动神经元和外周细胞之间的相互作用，他们希望创建人类特异性的细胞培养模型，以寻找有效的治疗方法，并研究脊髓中的运动神经元与肌肉细胞的相互作用。研究人员最近在《自然通讯》杂志上发表了一篇名为《从人类多能干细胞中高效生成自组织神经肌肉连接模型》的文章，报告他们已经成功开发了一种自组织的神经肌肉连接模型，利用多能干细胞实现了这一成果。他们表示，这一模型将允许对不同神经肌肉疾病进行高通量药物筛选，并在患者特异性的器官oid中研究最有希望的候选药物。
马克斯·德尔布吕克中心干细胞发育与疾病建模实验室的负责人Mina Gouti博士及其团队先前已经开发了一个三维神经肌肉器官oid系统。Gouti表示：“我们的目标之一是利用我们的培养物进行大规模的药物测试。三维器官oid非常庞大，无法在我们用于进行高通量药物筛选研究的96孔培养皿中长时间生长。”
通过使用多能干细胞建立的自组织神经肌肉连接模型，“将使我们能够对不同神经肌肉疾病进行高通量药物筛选，然后在患者特异性的器官oid中研究最有希望的候选药物。”Gouti解释说。
为了建立二维自组织神经肌肉连接模型，研究人员首先需要了解胚胎中运动神经元和肌肉细胞的发育过程。Alessia Urzi是该论文的博士生和第一作者，她表示：“我们测试了许多假设。我们发现，我们需要的功能性神经肌肉连接所需的细胞类型来源于神经中胚层前体细胞。” Urzi找到了引导人类干细胞成熟为具有必要连接的功能性运动神经元和肌肉细胞的信号分子的正确组合。“在显微镜下看到肌肉细胞收缩是令人兴奋的，”Urzi说，“这是我们正在正确的轨道上的明确迹象。”
为了验证该模型的有效性，Urzi使用了患有脊髓性肌肉萎缩症的患者的人类诱导多能干细胞。从患者特异性诱导多能干细胞生成的神经肌肉培养物显示出与患者病理相似的肌肉收缩严重问题。
展望未来，Gouti及其团队希望进行高通量药物筛选，寻找脊髓性肌肉萎缩症和肌萎缩侧索硬化症患者的新治疗方法。“我们希望首先看看是否可以通过新的药物组合取得更成功的结果，以改善患有复杂神经肌肉疾病的患者的生活，”Gouti总结说。
编辑：王洪
排版：李丽
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