ioAstrocytes支持神经元共培养并有助于网络活动。共培养中的ioAstrocytes和ioGlutamatergic神经元的免疫细胞化学图像;染色显示全神经元标记物MAP2(绿色)、星形胶质细胞标记物S100B(紫色)和DAPI核染色(蓝色)的表达。

2000年代中期，医学博士MarkKotter开始接受神经外科培训，当时他正在管理一个研究少突胶质细胞的实验室。作为一名神经外科医生，他可以接触到罕见的大脑样本，并能够采集通常很难获得的人类神经组织。当他在实验室中将人类少突胶质细胞与大鼠少突胶质细胞进行比较时，这些细胞看起来是一样的。但他注意到它们的行为非常不同。

科特告诉GEN，当他意识到这一点时，他感到十分震惊。他想，“我在这里做什么?”他不知道自己所做的工作(动物模型)是否与人类有关。“我不想最终成为一名老鼠医生，”他说。

当时，他开始研究多能干细胞，但少突胶质细胞极难分化;重新编程需要170天。他迫切地想找到替代方法。然后，在2010年，斯坦福医学院分子和细胞生理学系教授、霍华德休斯医学研究所教授研究员ThomasC.Südhof医学博士与斯坦福大学病理学教授、干细胞生物学和再生医学研究所联席主任MariusWernig医学博士、哲学博士共同开展的研究不仅彻底改变了他的研究方向，还挑战了细胞身份的定义。

需要新工具

科特断言，90%的药物失败是因为我们不了解复杂的疾病。我们之所以不了解这些疾病，是因为我们无法区分疾病过程，而许多疾病过程发生在不同细胞类型的相互作用中。“我们不了解病理学，”他指出，“而且我们主要在错误的物种上开展研究。”

他说：“这个星球上没有一只老鼠患有阿尔茨海默病。”

他补充说，研究人类疾病的理想起点是具有目标病症的人类细胞或组织。但研究人类神经元极其困难。

为了克服这一挑战，bit.bio开发了一个基于研究的平台，人们可能会将其与山中伸弥博士的工作联系起来。山中伸弥重新思考了细胞身份，并强调这不是分化。相反，利用四种转录因子，他可以创造多能干细胞——这项研究使他于2012年与约翰·B·格登爵士一起获得了诺贝尔生理学或医学奖。但山中伸弥的灵感来自20世纪80年代哈罗德·温特劳布(科特的无名英雄)的研究，他观察到，通过激活MyoD，他可以将细胞转化为肌肉细胞，而无需进行发育变化。

随后，Südhof和Wernig进一步定义了决定神经细胞命运的分子决定因素。他们努力推广这一原则，并利用转录因子将一个细胞转变为另一个细胞，中间没有步骤。“看起来你可以从任何细胞跳转到任何其他细胞类型，”Kotter断言。“它直接进行。你不需要任何中间步骤。所以，它快了10倍。”

但这个想法改变了细胞身份的范式。科特解释说，发育生物学将细胞身份定义为分化的产物，主要依赖于细胞的历史——特别是表观遗传历史。但新范式表明，细胞身份不是历史;它是一种转录组状态，可以分解为一组核心转录因子。“我们发现，我们可以通过为不同细胞类型寻找新的转录因子来重新创建这些转录组状态。”

用乐高积木搭建

在bit.bio，他们通过将构建体嵌入基因组安全港位点来实现这一点，这既可以保护细胞，也可以保护插入的程序免于沉默。这是该公司的opti-ox(优化诱导过度表达)细胞重编程技术。克隆种群可以扩大，当基因盒打开时，整个培养物就会变成神经元。

该公司之前为众多细胞和多个神经元开发了该系统。截至2024年，bit.bio的ioCells产品组合已推出18款产品，包括ioWildTypeCells、ioDiseaseModelCells和ioCRISPR-ReadyCells等37种产品。现在，随着市售星形胶质细胞(ioAstrocytes)的发布，神经元工具集已趋于完整。星形胶质细胞是大脑中重要的支持细胞;它们具有稳态性，对突触传递很重要，并调节大脑的免疫反应。它们是大脑中的主要稳态细胞之一。

科学家可以组装大脑的所有主要细胞类型(兴奋性、抑制性、运动和感觉神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞)。就像乐高积木一样，他们可以将健康细胞类型与疾病模型细胞混合，并梳理出复杂的疾病过程。

将不同的细胞混合在一起可以阐明它们如何相互作用。研究人员现在可以构建自己的大脑还原模型。健康的神经元和具有疾病突变的细胞使实验能够找出每个细胞在病理过程中的重要性。不同细胞之间的关系可以在任何疾病背景下解卷，并在人体系统中建模。

bit.bio还补充道，这些细胞未来可能在许多不同领域发挥作用。bit.bio研究产品副总裁FarahPatell-Socha博士指出：“通过提供具有人类星形胶质细胞基本功能特性的高度一致的细胞，我们正在开辟新方法来推进神经炎症研究、开展深入的神经网络研究以及对潜在治疗方法进行筛选和毒性评估。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：