间充质基质细胞分泌组通过血小板反应蛋白-1介导突触形成的作用机制研究

本研究揭示了人脐带周皮细胞(HUCPVC)分泌组通过血小板反应蛋白-1(TSP1)与α2δ-1受体相互作用，促进中枢神经系统神经元轴突分支和兴奋性突触形成，为创伤性神经系统疾病的细胞无治疗提供了新策略。研究采用原代神经元培养、微流控芯片和脑类器官等多种模型，证实分泌组可诱导功能性突触形成。

　　

中枢神经系统损伤后功能恢复面临重大挑战，主要障碍在于受损轴突难以再生并重建突触连接。间充质基质细胞(Mesenchymal Stromal Cells, MSCs)因其神经再生特性被视为潜在治疗工具，但其作用机制尚不明确。近年研究发现MSCs的旁分泌作用可能介导其治疗效果，然而分泌组是否具有促突触形成能力仍缺乏系统研究。这项发表在《iScience》的研究由Diogo Tomé等学者完成，首次阐明人脐带周皮细胞(HUCPVC)分泌组通过特定分子机制促进突触形成的全过程。

研究采用原代神经元培养、海马器官型切片、微流控芯片和人多能干细胞(iPSC)来源的皮质脑类器官等多模型系统，结合免疫荧光、多电极阵列和膜片钳等技术。特别使用微流控装置实现轴突特异性刺激，通过AAV9-hSYN-EGFP标记类器官神经元。

HUCPVC分泌组诱导CNS神经元轴突分支

研究发现HUCPVC分泌组处理14小时后，皮质和海马神经元轴突分支数量和分支密度显著增加。在"伪外植体"培养系统中，分泌组处理6小时即能促进突触小泡蛋白synapsin和囊泡谷氨酸转运体1(VGluT1)在轴突上的聚集，表明新突触前位点的形成。这一效应在海马器官型切片CA1区同样得到验证。

轴突特异性刺激诱导突触前分化

通过微流控装置局部施加分泌组，证实其可直接作用于远端轴突诱导突触前分化。在物理隔离轴突的微流控环境中，分泌组仍能显著增加海马和皮质轴突上synapsin和VGluT1 puncta数量。

HUCPVC分泌组促进轴突-树突突触形成

低密度海马神经元培养显示，分泌组处理不仅增加突触后密度蛋白95(PSD95)与synapsin共定位簇数量，还提升单个PSD95和synapsin puncta密度，证实其促进完整突触形成。

HUCPVC分泌组增强突触活性

多电极阵列记录显示分泌组处理使海马神经元网络平均放电频率增加78.9%。膜片钳记录发现微小兴奋性突触后电流(mEPSC)频率显著增加而振幅不变，表明新形成突触具有功能活性。

血小板反应蛋白-1是主要突触形成分子

研究发现钙通道辅助亚基α₂δ-1拮抗剂加巴喷丁(GBP)可阻断分泌组的促突触形成作用。质谱分析确认TSP1是分泌组主要成分，其单克隆抗体(A4.1)处理可消除分泌组效应，证实TSP1通过结合α₂δ-1介导突触形成。

HUCPVC分泌组在人皮质脑类器官中的突触形成作用

研究最后在iPSC来源的皮质脑类器官中验证分泌组效应，发现其显著增加synaptophysin与VGluT1共定位的兴奋性突触前位点数量，证明其对人类神经元同样有效。

该研究系统证明HUCPVC分泌组具有促突触形成能力，鉴定TSP1-α₂δ-1通路是核心分子机制。这一发现为开发无细胞疗法恢复损伤后突触连接提供了新思路，特别对脊髓损伤等CNS创伤性疾病治疗具有重要转化价值。研究创新性在于：首次全面表征MSCs分泌组的突触形成作用；阐明TSP1是核心效应分子；建立从啮齿类原代神经元到人类脑类器官的完整验证体系。未来研究可进一步探索分泌组在损伤模型中的修复效果，并优化其临床应用方案。