表觀(guān)遺傳屏障決定了人類(lèi)神經(jīng)元成熟的時(shí)間，胎牛血清助力科研

Ausbian進(jìn)口胎牛血清，內毒素含量低，富含各類(lèi)營(yíng)養成分，適合各類(lèi)難養的細胞。

與大多數其他物種相比，人類(lèi)大腦的發(fā)育速度要慢得多。皮層神經(jīng)元的成熟尤為緩慢，需要數月至數年才能發(fā)育成成人的功能。值得注意的是，人類(lèi)多能干細胞(hPSCs)衍生的皮質(zhì)神經(jīng)元在體外分化或移植到小鼠大腦時(shí)，這種延遲的時(shí)間保持不變。這些發(fā)現表明，存在一種細胞內在的時(shí)鐘來(lái)設定神經(jīng)元成熟的速度，盡管這種時(shí)鐘的分子性質(zhì)尚不清楚。

近日，發(fā)表在《Nature》上，標題為：“An epigenetic barrier sets the timing of human neuronal maturation"的文章中，科研人員確定了一種表觀(guān)遺傳發(fā)育程序，設置了人類(lèi)神經(jīng)元成熟的時(shí)間。

首先，科研人員開(kāi)發(fā)了一種基于hpsc的方法來(lái)同步體外皮層神經(jīng)元的誕生，這使科研人員能夠定義形態(tài)學(xué)，功能和分子成熟的圖譜?？蒲腥藛T觀(guān)察到成熟程序的緩慢展開(kāi)，受到特定表觀(guān)遺傳因素保留的限制。皮質(zhì)神經(jīng)元中這些因素的功能喪失會(huì )導致早熟。在祖細胞階段對EZH2、EHMT1和EHMT2或DOT1L的短暫抑制，會(huì )使新生神經(jīng)元在分化后迅速獲得成熟的特性。將hpsc來(lái)源的皮質(zhì)神經(jīng)元移植到快速成熟的小鼠新皮層中，9個(gè)月后形成成人樣的形態(tài)、連通性和樹(shù)突脊柱功能，而小鼠psc來(lái)源的皮質(zhì)神經(jīng)元則需要4周。此外，將人類(lèi)皮質(zhì)神經(jīng)元移植到小鼠中風(fēng)模型中，或將人類(lèi)多巴胺能神經(jīng)元移植到帕金森病大鼠模型中，需要5個(gè)多月才能誘導功能恢復。因此，移植的人類(lèi)神經(jīng)元遵循特定物種的成熟時(shí)間，而不是采用宿主物種的速度。如此長(cháng)的成熟時(shí)間對研究涉及出生后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )功能改變的神經(jīng)系統疾病提出了重大挑戰。因此，了解驅動(dòng)成熟時(shí)間的機制對于充分發(fā)揮hPSC技術(shù)在模擬和治療腦部疾病方面的潛力十分重要。

該項研究結果表明，通過(guò)在祖細胞中建立表觀(guān)遺傳屏障，人類(lèi)神經(jīng)元成熟的速度在神經(jīng)發(fā)生之前就已經(jīng)確定了。從機制上講，這一屏障將轉錄成熟程序保持在一種平衡狀態(tài)，并逐漸釋放，以確保延長(cháng)人類(lèi)皮層神經(jīng)元成熟的時(shí)間。