来源于:加州大学圣地亚哥分校健康科学学院
摘要:
研究人员建立了一个能够在人的生命早期实时追踪人类胚胎干细胞变化的模型。该模型展示了神经元和血管是如何自发地形成单个神经血管单元的，这在人类历史上还是第一次。
神经血管单元调节着至关重要但又不被我们在意的活动，例如心率、血流量、呼吸和消化等。神经血管单元是由血管和在植物性神经控制下的平滑肌组成的。在调节这些功能的发展过程中，神经和血管系统连在一起的动因尚未清晰。来自加州大学圣地亚哥分校医学院穆尔斯癌症中心和伯纳姆医学研究所的研究人员建立了一个能够在人的生命早期实时追踪人类胚胎干细胞变化的模型。该模型展示了神经元和血管是如何自发地形成单个神经血管单元的。这在人类历史上还是第一次。
该研究被发表在在5月21日的《干细胞记录》上。
“这种新模型在协同工作时，能够使我们追踪到不同细胞类型在发展过程中的命运，而这在完整的细胞胚胎、单个细胞系和小鼠模型中都是办不到的。”这项研究的共同高级作者大卫•切勒斯博士说，“如果我们要使用干细胞来培育新的器官系统，我们就需要知道不同的细胞类型是如何连结在一起以形成例如神经血管单元那样的复杂功能性结构的。”切勒斯博士同时也是加州大学圣地亚哥分校的一位著名的病理学教授、研究和发展副主席、转译研究副主任。
神经血管单元包括三种细胞类型：负责形成血管的血管内皮细胞、覆盖在内皮管上并控制血管的收缩和舒张节律的平滑肌细胞，还有能够影响平滑肌能力的植物性神经元。
研究显示，在胚胎细胞分化形成植物性神经元时，首先需要血管内皮细胞和平滑肌细胞分别发出信号。研究人员发现，血管内皮细胞分泌出一氧化氮，与此同时平滑肌表达出T- 钙黏蛋白并以之于神经嵴相互作用。这两种细胞的共同作用使得胚胎细胞分化出部分的神经系统和其他器官。血管内皮细胞分泌出一氧化氮，平滑肌内T—钙黏蛋白和神经嵴相互作用，两种细胞内的这些反应合起来使得神经嵴分化成植物性神经元。在植物性神经元中，神经嵴和生长中的血管并存。
这项关于植物性神经系统的最新研究成果除了解决长期以来悬而未决的人体发育问题、提高科学家今后从干细胞中生产人造皮肤的成功率以外，还可能对研究极少数遗传病有帮助，如对于神经纤维瘤病、结节性硬化和先天性巨结肠症等。
“这些观测结果有助于解释某些而与神经系统畸形有关、并且伴随着不明原因的血管畸形的人类疾病候群症，”联合高级作者伊万•斯奈德博士说，“此外，我们在实验室模拟的人类发育和疾病模型都必须考虑到多种细胞类型，以准确地反应人体情况。我们不能再仅仅依靠对与世隔绝的人群的某种或某几种细胞类型的检查。”斯奈德博士同时也是伯纳姆医学研究所干细胞和再生医学中心的教授和主任。
文章来源：
以上文章基于加州大学圣地亚哥分校医学院提供的材料。原文作者为海瑟•布希曼。注意：材料可能因内容和长度需要而被编辑。
参考文章：
Lisette M. Acevedo, Jeffrey N. Lindquist, Breda M. Walsh, Peik Sia, Flavio Cimadamore, Connie Chen, Martin Denzel, Cameron D. Pernia, Barbara Ranscht, Alexey Terskikh, Evan Y. Snyder, David A. Cheresh. hESC Differentiation toward an Autonomic Neuronal Cell Fate Depends on Distinct Cues from the Co-Patterning Vasculature. Stem Cell Reports, 2015; DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.04.013
