高糖通过caspase-1调控iPSC神经干细胞分化的机制及其在母体糖尿病相关神经管缺陷中的作用

本研究揭示了高糖（HG, 25?mM）通过下调神经元分化标志物βIII-tubulin、缩短神经突网络长度及上调炎症因子caspase-1的表达，损害诱导多能干细胞来源的神经干细胞（iPSC-NSCs）的分化能力，为母体糖尿病（MD）导致神经管缺陷（NTDs）的病理机制提供了新见解。

　　

Highlight

高糖通过降低βIII-tubulin表达、缩短神经突网络及激活caspase-1，破坏iPSC-NSCs的神经分化能力，为母体糖尿病相关神经发育障碍提供机制解释。

Significance statement

高糖诱导的iPSC-NSCs异常分化（表现为βIII-tubulin减少、神经突网络缩短和caspase-1升高）为母体糖尿病相关神经功能障碍指明了研究方向。

Human neural stem cells (NSCs) differentiation and treatment

根据改良方案，iPSC-NSCs在含脑源性神经营养因子（BDNF, 10?ng/mL）和胶质细胞源性神经营养因子（GDNF, 10?ng/mL）的神经诱导培养基（NIM）中培养，高糖组（25?mM）与甘露醇对照组比较显示分化受损。

The effects of HG on viability and proliferation

高糖虽未影响未分化iPSC-NSCs的存活（图1），但显著抑制其增殖（图2），并导致7天分化后βIII-tubulin表达下降和神经突结构异常。

Discussion

高糖通过caspase-1介导的炎症通路干扰βIII-tubulin依赖的神经突形成，揭示了母体糖尿病导致神经管缺陷（NTDs）的关键分子机制。