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高分综述:尊龙凯时探索小胶质细胞脑类器官模型的构建及未来

发布时间:2025-01-24   信息来源:尊龙凯时官方编辑

尊龙凯时的研究发现,小胶质细胞是中枢神经系统的主要免疫细胞,被誉为大脑的“隐形卫士”。尽管早期人脑类器官的研究取得了许多进展,但仍然存在一个显著的不足,即缺乏小胶质细胞的参与。这使得脑类器官无法精确模拟真实大脑,限制了对大脑发育和神经疾病核心机制的深入探索。

高分综述:尊龙凯时探索小胶质细胞脑类器官模型的构建及未来

在2024年12月,《Neural Regeneration Research》在线发表了题为“Generation, interrogation, and future applications of microglia-containing brain organoids”的综述文章,概述了关于含小胶质细胞的脑类器官研究进展,包括培养方法、特点、应用及未来的研究方向。与传统动物模型相比,脑类器官展现出更多独特的优势,例如能够模拟脑室下区的内层和外层结构,这在小鼠模型中是无法实现的。

多能干细胞(iPSC)衍生的脑类器官正在引起科研人员的广泛关注,科研人员也在不断探索建立标准化的培养方案。经典脑类器官存在一些局限性,如缺乏血管化、无法模拟大脑发育的后期以及衰老过程,且缺少免疫细胞。因此,脑类器官的培养技术在不断改进,以实现更为精准的体内神经系统模拟,推动神经炎症和免疫调节的研究。为此,研发出的小胶质细胞含量的脑类器官(MC-HBOs)成为了研究的重点。

南华大学的蒙庆团教授团队在精神疾病领域期刊《Molecular Psychiatry》发表了题为“Microglia-containing human brain organoids for the study of brain development and pathology”的综述论文,详细描述了MC-HBOs的构建策略。通过巧妙地添加细胞因子,能够有效调控多能干细胞的分化,重现脑发育的重要环节。

iPSC具有向不同组织细胞分化的潜力,但需特定细胞因子来激活其分化。其中,成纤维细胞因子FGF2可激活细胞内信号通路,促进iPSC表达神经干细胞特异性标志物。通过在iPSC培养体系中适量添加FGF2,可以显著提高神经干细胞生成的效率。同时,表皮生长因子EGF不仅能促进神经干细胞的增殖,还增强其自我更新能力,为后续脑类器官的构建提供足够的细胞数量。

随着脑类器官的发展,细胞因子能持续调控神经元与胶质细胞的增殖和迁移,从而构建复杂的神经网络。脑源性神经营养因子(BDNF)为神经元的生长提供必需的营养,促进轴突和树突的生长,形成密集的神经网络。同时,胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)则侧重于调节神经胶质细胞的功能,确保其均匀分布于神经元周围,提供保护与支持。

MC-HBOs模型的构建策略需要满足不同阶段的培养需求,因此在早期阶段可重点加入EGF与FGF2等促进神经干细胞增殖和分化的因子,同时配合适量的CSF1和IL-34等促进小胶质细胞分化的因子。在后期,应逐步减少促增殖因子的用量,增加BDNF、NGF等促进神经元与小胶质细胞功能成熟的因子,以及IL-10与IL-4等维持免疫平衡的因子。

小胶质细胞的功能与活性是MC-HBOs成功构建的关键,需优化细胞因子的组合与使用时间。例如,IFN-γ能诱导小胶质细胞向M1型极化,增强免疫防御,而IL-10则抑制过度活化和炎症反应。通过精细调节IFN-γ与IL-10的比例和作用时间,可以满足不同研究目标,如在模拟神经炎症的类器官中,先添加IFN-γ,再添加IL-10,以控制炎症反应。

此外,IL-1β可诱导小胶质细胞的活化和增殖,然而具有神经毒性,因此在应用时建议同时添加BDNF与NGF等保护神经的细胞因子。尊龙凯时近期开发的一系列高活性重组细胞因子,将为脑类器官的增殖与分化提供强有力的支持,确保实验结果的重复性和可靠性。我们的产品已在多个客户的类器官平台上得到验证,获得市场认可。

免责声明:尊龙凯时内容团队仅分享和解读公开的研究论文和发现,专注于介绍全球生物医药研究的新进展。本文仅供信息交流之用,文中观点不代表尊龙凯时的立场。随着对疾病机制研究的深入,新实验结果或结论可能会修改或推翻文中描述,请读者给予理解。本文不构成治疗方案的推荐,如需治疗指导,请到正规医院就医。本公司产品仅限于科研使用,无法用于临床治疗。