近期,科学家成功将人多能干细胞能分化为5-羟色胺神经元,由于可以大量生产,因此可用于验证影响5-羟色胺分泌和摄取的药物。
位于后脑中缝核的5-羟色胺神经元在调控大脑功能中发挥重要作用,并参与了多种精神疾病的发病。5-羟色胺参与调节多种自主神经功能,包括情绪、情感、认知、攻击性、餍足及睡眠。5-羟色胺系统功能障碍,尤其是5-羟色胺释放或摄取的失控,与精神分裂症、抑郁症、躁郁症、焦虑症、强迫症、慢性疼痛综合征及饮食失调有关。因此,5-羟色胺系统是多种精神疾病的治疗靶点。根据解剖部位和投射,5-羟色胺神经元被分为两类。位于中缝核喙侧的神经元几乎投射并分布于整个大脑,而位于中缝核尾侧的神经元则将轴突向下分布至脊髓。然而,在体外研究中,还无法获得功能性的人5-羟色胺神经元。
美国威斯康星大学的Jianfeng
Lu等人通过调控WNT信号传导通路,有效地将人体多能干细胞分化为了类似中枢5-羟色胺神经元的细胞,主要是位于中缝核喙侧的第二及第三菱脑原节的5-羟色胺神经元,这些神经元细胞参与高位的大脑功能。这些5-羟色胺神经元细胞能表达一系列对5-羟色胺能系统发育具有重要影响的分子(包括色氨酸羟化酶-2),并表现出典型的电生理特性,以及通过一种活性依赖的方式释放5-羟色胺。当给予FDA批准的药物曲马多和草酸艾司西酞普兰时,这些神经细胞会以一种剂量依赖和时间依赖的方式释放或摄取5-羟色胺,提示这些神经元可用于候选药物的评估。(作者:王敏骏)
参考文献:Nature Biotechnology 2016;34:89-94