人干细胞衍生神经元促进唾液腺再生:共培养模型助力唾液分泌研究

学术   科学   2024-12-04 07:31   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

口干舌燥是许多人在生活中都会经历的不适症状,但其背后的科学机制却并不为大众所熟知。近年来,干细胞研究揭示了副交感神经系统与唾液腺之间复杂的互动关系,为理解唾液分泌的调节提供了全新的视角。在这方面,2024年11月5日,Bio-protocol 期刊在线发表了美国佐治亚大学(University of Georgia)Nadja Zeltner团队题为“Novel Cross-Species Salivary Gland-Parasympathetic Neuron Coculture System”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5101
关键词副交感神经系统 人多能干细胞 唾液腺 冯·埃布纳腺 功能性副交感唾液腺共培养

副交感神经系统(Parasympathetic nervous system)自主神经系统的一个分支,负责调控身体的“休息和消化”反应。它与交感神经系统相对,后者负责“战斗或逃跑”反应,即在压力或危险情况下激活身体的应急反应。副交感神经系统的主要作用是在身体处于放松和恢复状态时促进能量储存和恢复过程

在生物功能的调节中,自主神经系统(ANS)扮演着关键角色,通过其两个主要分支——交感神经系统(SNS)和副交感神经系统(PSNS)来控制多种不自主的生理活动,如心跳、血压和腺体分泌。交感神经系统负责激发“战斗或逃跑”的应答,从而增加心跳速度;相对地,副交感神经系统则通过“休息与消化”的反应来使身体放松,降低心跳。尽管交感神经系统在自主神经功能失调的研究中更为突出,副交感神经系统的功能同样重要,特别是在调控唾液腺的唾液分泌方面。副交感神经的激活会引起唾液腺细胞内钙离子的流动,进而增加唾液产量。此外,副交感神经对多种疾病(如帕金森病、威尔逊病、安吉曼综合症等)中的唾液分泌障碍也具有潜在的影响。因此,深入研究副交感神经系统在唾液腺功能中的作用对于理解和治疗相关疾病具有重要意义


  • 使用Sox10-Cre::tdTomato基因修饰的小鼠系列,使得Ebner腺(一种小唾液腺)在小鼠中被特异性标记,便于其组织的识别和分离。

  • 建立了一个将hPSC衍生的人类副交感神经元与小鼠Ebner腺细胞共培养的体系。这种模型可以模拟人类副交感神经元对小鼠唾液腺细胞的影响,有助于研究副交感神经如何调控唾液腺的生长和激活。

  • 文中不仅证实了hPSC衍生的副交感神经元在电生理功能上的活性,还展示了它们在共培养模型中对唾液腺细胞成熟和钙通量的正面影响。此外,该模型可用于研究相关的人类疾病,如口干症等。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 剥离环状上皮(来自Bio-protocol期刊

图4.施旺细胞前体(SCP)分化过程中的细胞形态(来自Bio-protocol期刊
  • 疾病模型研究
    该模型可用于研究与副交感神经系统功能失调相关的疾病,如帕金森病、威尔逊病、安吉曼综合症等,这些疾病常常影响唾液分泌。
  • 药物测试和筛选
    ‍利用该共培养模型,可以测试潜在药物对副交感神经元活性的影响以及这些药物如何调节唾液腺功能,有助于筛选和开发治疗相关疾病的新药物。
  • 再生医学和细胞疗法
    研究副交感神经元对唾液腺细胞的再生潜力,探索可能的细胞治疗方法来治疗受损的唾液腺,如口干症等。


这个方法的可重复性已经被本文作美国佐治亚大学(University of Georgia)Nadja Zeltner团队验证过,相关实验数据与结果发表在Cell Stem Cell,DOI:10.1016/j.stem.2024.03.011

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Wu, H. F., Ishan, M., Rashid, M. M., Liu, H. X. and Zeltner, N. (2024). Novel Cross-Species Salivary Gland-Parasympathetic Neuron Coculture System. Bio-protocol 14(21): e5101. DOI: 10.21769/BioProtoc.5101.

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