T3 I0 m$ z- H0 P" A
" V8 _: k3 S7 c3 a: J% b
6 q: R$ G1 E, G' s' u& w
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。
9 }' {: Z- f; i' ^- p
$ E; L. e0 g3 B; C' X
图：Clive Svendsen博士和Samuel Sances博士
) u E3 V) q$ }. f
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。
1 q7 s) J9 B7 ~( ^
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。
! c; T& h& D6 V
$ J4 a; a U* G% _
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。
# z: l9 r8 \3 A
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。
# w3 }% H# h A+ Z! I. ]; @
祝贺你的论文发表！请简要描述一下器官-芯片
6 i' T* o. ^% Q# V! C# h
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。
# W( r* t! r) B$ Z6 X
' c7 f* n$ j& R. D# I8 ]4 q
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。
1 H4 j& P0 L1 F, D- U
你论文中最重要的发现是什么？
: |/ N1 I6 w0 C+ L. _ D( ^% w
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。
5 Y# M# F0 @9 S. W6 ^
1 @6 I5 [9 @4 g& |& Z3 S: }
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。
$ P0 s l7 R) \. W
“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
. u% \# L: {/ \( q0 K4 E5 w
器官-芯片如何应用于现在和将来的ALS研究？
$ R) v; S0 M# a8 v
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。
4 c8 Q/ e0 L+ W4 p0 |
3 [ U2 |& C, N
发表于 2018-3-31 23:40:42
发表于 2018-4-1 00:35:32
发表于 2018-4-1 07:32:45
