干细胞衍生的脑细胞有望治疗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发现了一种对一种脑细胞发育至关重要的蛋白质，这种脑细胞被认为在阿尔茨海默病和帕金森病等疾病中发挥着作用，并首次利用这一发现从干细胞中培养出神经元。

在人脑蓝斑部分中发现的干细胞衍生的去甲肾上腺素神经元可能有助于研究许多精神疾病和神经退行性疾病，并为开发治疗这些疾病的新方法提供工具。

中国南京大学的研究员陶云龙（在这项研究进行时是威斯康辛大学麦迪逊分校魏斯曼中心的研究教授）和威斯康辛大学麦迪逊分校神经科学和神经病学教授张素春发表了他们关于细胞的研究成果，他们称之为 LC-NE 神经元，今天发表在《自然生物技术》杂志上。

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。人类的后脑（蓝斑所在地）大约有 50,000 个 LC-NE 神经元。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命至关重要。我们称之为生命中心。如果没有这些神经细胞，我们可能会从地球上灭绝。”

Su-Chun 张，威斯康星大学麦迪逊分校神经科学和神经病学教授

尽管未知，这些神经元也在各种神经退行性疾病和神经精神疾病中发挥作用。在许多神经退行性疾病中，例如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症，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数年。

“人们很早就注意到这一点，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很好的模型来模拟人类 LC-NE 神经元，”说。陶，该研究的第一作者。

之前从人类干细胞中创建这些神经元的尝试遵循了基于小鼠模型中 LC-NE 神经元发育的方案。两年来，陶探索了这些尝试为何失败的原因，以及人类干细胞发育成的神经元有何不同。

在这项新研究中，他发现了 ACTIVIN-A（一种属于生长因子家族的蛋白质）对于调节人类 NE 神经元的神经发生非常重要。

“我们对蓝斑的发育有了一些新的认识，”陶说。“这是本文的主要发现，基于该发现，我们能够生成蓝斑去甲肾上腺素神经元。”

为了创建 LC-NE 神经元，研究人员将人类多能干细胞转化为来自后脑的细胞。然后，利用 ACTIVIN-A 和一系列附加信号，他们引导细胞发育成为 LC-NE 神经元。

一旦转化，这些细胞就会表现出人脑中功能性 LC-NE 神经元的典型特征，释放神经递质去甲肾上腺素。他们还表现出轴突分枝-；神经元的长分支臂的延伸，使脑细胞之间能够建立联系；并对二氧化碳的存在做出反应，这对于呼吸控制至关重要。

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药物，并回答诸如为什么蓝斑细胞在神经退行性疾病中如此早死亡等问题。

“如果这在某种程度上是因果关系，那么我们可能会采取一些措施来预防或延迟神经退行性变过程，”张说。

LC-NE 细胞有一天可能会用作干细胞疗法。

“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。该小组还将利用这些细胞进行药物筛选和疾病建模的转化工作。