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2018年3月27日——使用被称为 “器官-芯片”（Organ-Chip）的技术，美国ALS协会资助的研究人员发现，人类大脑中最微小的血管能够启动脊髓运动神经元发育。器官-芯片技术本质上是在微芯片上重现人类生物学，利用这项技术追踪芯片上活组织的研究，为研究人员提供了一种独特的方法，可用于研究ALS和其他神经退行性疾病的疾病过程。
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图：Clive Svendsen博士和Samuel Sances博士
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这项研究由席德斯-西奈理事会再生医学研究所（Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute）的Clive Svendsen博士和Samuel Sances博士领导，发表于《干细胞报告》（Stem Cell Reports）期刊。
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研究人员采集了人类皮肤细胞样本，然后将其基因重组为诱导多能干细胞（iPSCs），这些干细胞可以转化为体内许多不同类型的细胞。这项研究中，他们将iPSCs转化为脊髓运动神经元。在同样创造血管细胞后，脊髓运动神经元在器官-芯片上成功连接到血管。
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图：脊髓运动神经元细胞层（顶部，蓝色）和毛细血管细胞（底部，红色）在器官-芯片内汇聚。神经元和毛细血管沿着芯片长边相互作用。图像由共焦显微镜拍摄，颜色由荧光抗体染色产生。
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我们采访了该研究第一作者Sances博士，进一步了解这项令人兴奋的技术，以及如何应用它来理解ALS疾病通路背后的奥秘。
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祝贺你的论文发表！请简要描述一下器官-芯片
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器官-芯片的大小和闪存差不多，这种新技术的目的是为构成器官的细胞创造一个环境，使其能够在体外生存并发挥功能。通过微小的流体室，神经元和血管细胞生长并彼此相互作用，这种相互作用对于中枢神经系统中的神经元功能至关重要。
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图：3D视频显示器官-芯片内部的脊髓运动神经元细胞层（顶部，蓝色）和毛细血管细胞层（底部，红色）。从上向下的视角展现了与下层毛细血管（红色）相互作用的脊髓运动神经元（蓝色）互联网络。视频由共焦显微镜拍摄，颜色由荧光抗体染色产生。
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你论文中最重要的发现是什么？
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我们创建了一种 “脊髓-芯片”（Spinal Cord-Chip），用于研究实验室生成的血管细胞对活的脊髓运动神经元的影响，这些神经元也是从人类患者干细胞产生的。我们发现，血管细胞输入的分子信号增强了脊髓神经元的发育，使它们更像随后人类胚胎中的对应物。为（理解）我们脊髓如何发育提供了启示，并为改进的ALS建模和体外疗法发现奠定了基础。
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图：数以百计的脊髓运动神经元在器官-芯片内部通过电子信号自发沟通交流。神经元个别发射（闪烁的点）和协同发射（明亮的波）脉冲。当神经元发出电信号时，荧光染料会发出荧光，从而可以观察到这种活动。
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“在此之前，人们认为这些血管仅仅是输送养分和氧气，清除废物，调节血液流动。但我们表明，除了管道功能外，它们还会与神经元进行基因方面的沟通交流。”——Sances博士
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器官-芯片如何应用于现在和将来的ALS研究？
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脊髓-芯片现在正被用于一项大型研究，包括寻找新的ALS生物标志物和疗法开发靶点。重要的是，通过研究将实验性疗法经由血管递送进入神经组织的效果，血管腔室的完整性可能促进药物快速开发。
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发表于 2018-3-31 23:40:42
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