南加州大學(xué)的研究人員在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域取得了重大突破,成功篩選出一種由四種化學(xué)(http://www.weberwork.com/sell/l_9/)物質(zhì)組成的雞尾酒——GENtoniK。這種雞尾酒能夠加速人多能干細(xì)胞(hPSC)來源的神經(jīng)元的成熟,從而解決了從hPSC中產(chǎn)生成人樣神經(jīng)元成熟緩慢的主要瓶頸。
神經(jīng)元的成熟是一個復(fù)雜的過程,涉及到多種細(xì)胞外因子和細(xì)胞內(nèi)在機(jī)制的相互作用。盡管已有研究確定了多種促進(jìn)神經(jīng)元成熟的因子,但在特定微環(huán)境中,細(xì)胞內(nèi)在的成熟速率起著主導(dǎo)作用,并由物種特異性的分子時鐘決定。這意味著,人類神經(jīng)元的成熟速度比其他動物慢得多。
為了解決這一難題,研究團(tuán)隊建立了一種多表型的基于圖像的檢測方法,以監(jiān)測幾乎純凈的hPSC來源的深層皮質(zhì)神經(jīng)元培養(yǎng)物的成熟過程。他們利用這種方法對2688種生物活性化合物進(jìn)行了篩選,尋找能夠促進(jìn)神經(jīng)元成熟的化合物。
經(jīng)過篩選,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種由四種化合物組成的雞尾酒——GENtoniK。這種雞尾酒能夠通過抑制抑制神經(jīng)元成熟的表觀遺傳因子和刺激促進(jìn)神經(jīng)元成熟的活性依賴因子,來加速神經(jīng)元的成熟。具體來說,該雞尾酒包括GSK2879552、EPZ-5676、NMDA和Bay K 8644這四種化合物。
在實驗中,這種四因子雞尾酒組合在多種測試參數(shù)中均顯示出促進(jìn)神經(jīng)元成熟的效果,包括突觸密度、電生理學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)。這種成熟效應(yīng)在皮質(zhì)類器官、脊髓運(yùn)動(http://www.weberwork.com/sell/l_35/)神經(jīng)元和非神經(jīng)譜系(包括黑色素細(xì)胞和胰島β細(xì)胞)中得到了進(jìn)一步驗證。此外,在廣泛的hPSC來源的細(xì)胞類型中觀察到的成熟效應(yīng)表明,控制人類細(xì)胞成熟時間的一些機(jī)制可能在不同譜系中共享。
這項研究的成果為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域帶來了新的突破,提供了一種有效的方法來加速神經(jīng)元的成熟。這一發(fā)現(xiàn)不僅有助于更好地理解神經(jīng)發(fā)育和疾病機(jī)制,還為未來的治療和藥物研發(fā)提供了新的思路和工具(http://www.weberwork.com/sell/l_5/)。