在一项新的研究中，来自美国西北大学等研究机构的研究人员利用人类诱导性多能干细胞（iPSC）构建出首批高度成熟的神经元，这一壮举为针对神经退行性疾病和创伤性损伤的医学研究和潜在移植疗法提供了新的机会。相关研究结果于2023年1月12日在线发表在 Cell Stem Cell 期刊上。

虽然以前的科学家们已将干细胞分化为神经元，但这些神经元在功能上是不成熟的——类似于胚胎或出生后早期的神经元。目前利用干细胞培养技术获得的神经元成熟度有限，削弱了它们在神经变性研究中的潜力。

为了获得成熟的神经元，这些作者使用了“跳舞分子（dancing molecule）”，他们首先将人类iPSC分化为运动神经元和皮层神经元，然后将它们放在含有快速移动的舞蹈分子的合成纳米纤维涂层上。

由此富集的神经元不仅更加成熟，而且还表现出更强的信号传导能力和更大的分支能力，这是神经元相互之间进行突触接触所需要的。与典型的往往会聚集在一起的干细胞衍生性神经元不同，这些神经元并没有聚集在一起，使它们在维护方面的难度降低。

神经元细胞

这些作者认为，随着进一步的开发，这些成熟的神经元可能被移植到患者身上，有望作为治疗脊髓损伤和包括肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）、帕金森病、阿尔茨海默病或多发性硬化症在内的神经退行性疾病的一种有希望的疗法。

这些成熟的神经元也为在基于培养皿的体外模型中研究神经退行性疾病（ALS）和其他的年龄相关疾病提供了新的机会。通过提高细胞培养物中神经元的年龄，这些作者将改进实验，以便更好地了解晚发性疾病。

未来有望治疗脊髓损伤和神经退行性疾病

下一步，iPSC衍生的成熟的增强的神经元也可能移植到脊髓损伤或神经退行性疾病患者身上。比如，医生可以从ALS或帕金森病患者身上提取皮肤细胞，将它们转化为iPSC，然后在这种涂层上培养这些细胞，从而产生健康、高功能的神经元。

将健康的神经元移植到患者体内，可以取代受损或丧失的神经元，有可能恢复失去的认知或感觉。而且，由于最初的细胞来自患者，新的、iPSC衍生的神经元将与患者的基因相匹配，消除了免疫排斥的可能性。

Kiskinis说，“细胞替代疗法对于像ALS这样的疾病来说是非常具有挑战性的，因为移植到脊髓中的运动神经元需要将它们的长长的轴突投射到周边的适当肌肉部位，但对于帕金森病来说可能更直接。无论如何，这项技术都将会引发变革。”

Stupp说，“有可能从患者身上提取细胞，将它们转化为干细胞，然后将干细胞分化为不同类型的细胞。但这些细胞的产量往往很低，而且实现适当的成熟是一个大问题。我们可能将我们的涂层整合到大规模制造患者来源的神经元中，用于不会产生免疫排斥的细胞移植疗法。”

参考资料：

Zaida Álvarez et al. Artificial Extracellular Matrix Scaffolds of Mobile Molecules Enhance Maturation of Human Stem Cell-Derived Neurons. Cell Stem Cell, 2023, doi:10.1016/j.stem.2022.12.010.