6 位供者的细胞用于纵向功能比较
圣安德鲁斯大学（University of St Andrews）、爱丁堡大学（University of Edinburgh）等团队在 Nature Communications 发表研究，比较肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）患者与健康供者的运动神经元。团队希望找到细胞死亡之前的功能变化，为后续治疗研究提供更敏感的评价指标。
研究共使用 8 株诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）：1 位 TARDBP M337V 患者的 2 个克隆、2 位 C9ORF72 患者各 1 个克隆，以及 3 位健康供者的 4 个克隆。每株至少完成 4 次分化，患者与对照并行培养。
培养物富集了运动神经元，同时包含其他神经元与星形胶质细胞。第 5–6 周，所比较的 1 株对照与 2 株患者细胞中，Hb9 阳性运动神经元比例约为 43%–47%。
存活检测没有显示患者细胞更早死亡
在最长 10 周的观察期间，细胞形态和计数没有显示患者来源神经元明显减少。培养液乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）检测也未显示患者组损伤升高，TARDBP 组在第 9–10 周的 LDH 活性反而更低。
研究还在第 9–10 周检查了核固缩，相关患者组与对照的比例未见显著差异。细胞计数和核形态由不知细胞类型的观察者评价，团队随后把这些存活相关指标与电生理结果对照。
早期兴奋性较高，后期能放电的细胞减少
在第 2–6 周已能连续放电的细胞中，两类患者细胞的放电频率随刺激增加得更快，反映兴奋性高于对照。该比较分别包含对照 62 个、TARDBP 19 个和 C9ORF72 19 个细胞；触发放电所需的最低刺激电流却未见显著组间差异。
到了第 7–8 周和第 9–10 周，患者组能产生动作电位的细胞比例明显下降。末期对照为 88.1%（110 个细胞），TARDBP 为 24.3%（78 个细胞），C9ORF72 为 14.6%（41 个细胞）。这些百分比对应各组记录的细胞数，来自前述有限供者和克隆。
记录对象主要按较大的细胞体选择，部分记录后又确认运动神经元标志；回收并染色的 23 个细胞中有 18 个 SMI-32 阳性。作者指出，部分记录仍可能来自脊髓中间神经元。
后期出现突触输入的细胞更少
两类患者细胞与对照均能对谷氨酸、γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）和甘氨酸产生电流反应，说明具备相应递质受体。但在后期，记录到自发突触输入的患者细胞更少。
第 9–10 周，对照中有突触输入的比例为 37.8%（111 个细胞），TARDBP 为 6.1%（82 个细胞），C9ORF72 为 9.5%（42 个细胞）。
在更早的第 2–6 周，实际出现突触事件的细胞，其事件间隔和幅度没有明显组间差异。后期主要变化是出现突触输入的细胞比例下降；作者讨论了整体放电减少及突触传递本身受损的两种可能。
钠钾电流减少，伴随放电能力丢失
电压钳测量发现，C9ORF72 神经元的峰值钠电流从第 5–6 周起低于对照，TARDBP 的差异从第 7–8 周起出现。钾电流在 C9ORF72 组更早出现降低，TARDBP 组则在第 7–8 周后下降；两类患者细胞因此并非每个阶段都相同。
研究进一步把同一细胞的电流大小与不放电、单次放电、适应性放电和连续放电 4 类表现对应。统计模型显示，钠电流与钾电流都能帮助解释放电类型，细胞来源也提供额外信息。作者据此提出，电压激活电流的减少可能参与功能丢失。
早期高兴奋与后期低功能之间是否存在直接因果关系，研究尚未确定。作者因此建议，在 ALS 人源模型中把放电与突触功能同常见病理指标并列评价。该实验采用发育中的 iPSC 神经元，未完成治疗候选药物的比较，培养时间也不能直接对应患者的衰老病程。