科学家从干细胞中产生人类去甲肾上腺素神经元，对研究阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病具有重要意义

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员已经确定了一种蛋白质，这种蛋白质是开发一种脑细胞的关键，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神经元。

干细胞衍生的去甲肾上腺素神经元在人脑的一部分（称为蓝斑）中发现，可以研究许多精神和神经退行性疾病，并为开发治疗它们的新方法提供工具。

中国南京大学的研究员陶云龙（Yunlong Tao）在进行这项研究时是威斯康星大学麦迪逊分校威斯曼中心的研究教授，以及威斯康星大学麦迪逊分校神经科学和神经病学教授张素春（Su-Chun Zhang）今天在《自然生物技术》杂志上发表了他们关于这些细胞的研究成果，他们称之为LC-NE神经元。

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。人类在后脑中大约有 50,000 个 LC-NE 神经元，蓝斑位于那里。从那里，LC-NE神经元到达大脑和脊髓的所有部分。

“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，“张说。“如果没有这些神经细胞，我们可能已经从地球上灭绝了。

这些神经元在各种神经退行性疾病和神经精神疾病中也发挥着作用，尽管未知。在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等许多神经退行性疾病中，神经元在很早的阶段就开始退化——有时在其他大脑区域开始衰退之前几年。

“人们早就注意到了这一点，但他们不知道蓝斑在这个过程中的功能是什么。部分原因是我们没有一个好的模型来模拟人类LC-NE神经元，“该研究的第一作者Tao说。

以前从人类干细胞中创造这些神经元的尝试遵循基于小鼠模型中LC-NE神经元发育的协议。两年来，Tao探索了为什么这些尝试失败了，以及干细胞神经元的发育在人类中有什么不同。

在这项新研究中，他确定了ACTIVIN-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很重要。

“我们对蓝斑的发展有一些新的认识，”Tao说。“这是这篇论文的主要发现，基于这一发现，我们能够产生蓝点去甲肾上腺素神经元。

为了创造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，使用ACTIVIN-A和一系列额外的信号，他们引导细胞发育走向它们作为LC-NE神经元的命运。

一旦转化，这些细胞显示出人脑中功能正常的LC-NE神经元的典型特征，释放神经递质去甲肾上腺素。他们还显示了轴突树化 – 神经元的长分支臂的延伸，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，这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方法的药物，并回答诸如为什么在神经退行性疾病中蓝斑中的细胞如此早死亡等问题。

“如果这在某种程度上是因果关系，那么我们有可能采取一些措施来预防或延缓神经退行性疾病的过程，”张说。

LC-NE细胞有朝一日可能会作为干细胞疗法。

“这些细胞的应用意义相当广泛，”张说。

接下来，研究人员计划研究ACTIVIN-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转化工作。

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这项研究得到了美国国立卫生研究院（NS096282、NS076352、NS086604、U54 HD090256、HD106197 和 1S100OD018202-01）、帕金森氏症科学、新加坡国家医学研究委员会、新加坡教育部、布莱瑟家庭基金会和布斯塔基金会的资助。