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精确的神经管(NT)背腹(D-V)模式构建对中枢神经系统发育至关重要,现有研究模型不足。来自相关团队的研究人员开发 “ORDER” 法,在神经外胚层细胞聚集体中建立 opposing BMP 和 SHH 梯度,生成具 D-V 模式的人神经管类器官(hNTOs),其与 CS12 人胚胎脊髓高度相似,为相关研究提供新模型。
Luo 等研究人员开发了一种通过构建对立的 BMP 和 SHH 信号中心,从斑马鱼和人多能干细胞(hPSCs)生成背腹(D-V)模式化神经管类器官(NTOs)的方法。人 NTOs 重现了沿 D-V 轴排列的 13 种神经祖细胞亚型的完整组成,转录组分析显示其与卡内基阶段 12(CS12)的人胚胎脊髓高度相似。亮点包括:开发从斑马鱼和 hPSCs 构建 NTOs 的 “ORDER” 方法;hNTOs 包含沿 D-V 轴模式化的 13 种神经祖细胞亚型;WNT 信号调节 hNTOs 中间神经祖细胞特性;hNTOs 模拟与 TCTN2 功能丧失相关的 D-V 缺陷。总结部分指出,精确的神经管(NT)背腹(D-V)模式构建对中枢神经系统的发育和功能至关重要,但现有研究 NT D-V 模式构建及相关人类疾病的模型仍不足。研究人员提出了一种源于多能干细胞聚集体融合的 “ORDER” 方法,在神经外胚层细胞聚集体内建立对立的 BMP 和 SHH 梯度,利用该方法从斑马鱼和 hPSCs 生成了具有有序 D-V 模式的 NT 类器官。单细胞转录组分析显示,合成的人 NT 类器官(hNTOs)与 CS12 人胚胎脊髓高度相似,且与人 NT 的相似性高于小鼠模型。此外,利用 hNTO 模型,研究人员证明了 WNT 信号在调节中间祖细胞中的关键作用,模拟了 TCTN2 相关的 D-V 模式缺陷,并确定了一种拯救策略。