NAMs新方法学前沿

ALS 少突胶质细胞—运动神经元共培养的靶点时机比较

比较患者来源少突胶质细胞在祖细胞或分化后阶段降低 SOD1 后,对野生型小鼠运动神经元的影响,并结合条件培养液及乳酸支持比较,其中 C9orf72 亚组未出现相同的存活改善。

用途与模型

研究用途
以患者来源少突胶质细胞和野生型小鼠运动神经元共培养,比较靶点降低时机、ALS 亚组与条件培养液/直接共培养的救援差异,为临床前靶点和模型评价提供实际体外比较。
模型与细胞来源
人源诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)或诱导神经祖细胞(induced neural progenitor cells,iNPC)来源少突胶质细胞,与野生型小鼠运动神经元共同培养;另有突变 SOD1 小鼠少突胶质细胞的平行比较。非 ALS 对照包含贝克型肌营养不良来源。
方法版本
2016 年原始研究的混合物种共培养与靶点比较范围
实验形式
人源胶质/小鼠神经元直接共培养与胶质条件培养液—神经元单独培养分别比较;SOD1 降低的祖细胞时点和分化完成后时点分别评价。

材料与平台

胶质与神经元
散发性及不同家族性 ALS 来源少突胶质细胞、非 ALS 来源对照和野生型小鼠运动神经元;平行小鼠胶质体系另行记录。
靶点与代谢比较
在不同胶质细胞阶段降低 SOD1,检测运动神经元存活;条件培养液与直接共培养中分别考察乳酸支持及错误折叠 SOD1 信号。

测量指标与分析

  • 运动神经元存活、轴突串珠样改变及突起
  • 少突胶质细胞数量及乳酸生成/释放
  • SOD1 降低时点与不同 ALS 亚组的响应
  • 错误折叠 SOD1 信号
  • 平行小鼠体系中的兴奋性和离子电流

各人源来源途径和干预子集分开统计;条件培养液与直接共培养分别判定乳酸及 SOD1 响应。各来源子集、每系重复与小鼠/人源胶质实验有各自样本范围。

研究设计与结果

机制研究

研究设计
比较非 ALS/ALS 来源、不同 ALS 亚组和祖细胞/分化后两个 SOD1 降低时点;以条件培养液与直接共培养及乳酸补充,分析代谢支持和细胞邻近环境的影响。
测试范围
人源基线 iPSC 比较为 3 份散发性和 1 份 FIG4 相关来源;iNPC 基线为 4 份散发性、3 份 C9orf72、1 份 SOD1 和 1 份 TARDBP 来源。SOD1 时点子集为 3 份非 ALS、3 份散发性、3 份 C9orf72、SOD1 和 TARDBP 各 1 份。F2 为每系 n=3,F6/F7 为每条件每系 n=3;来源途径间有 2 株散发细胞重叠。
参照体系
非 ALS 与 ALS 少突胶质细胞;SOD1 降低与相应对照,祖细胞与分化完成后时点;条件培养液与直接共培养;乳酸补充与相应未补充条件;不同 ALS 来源亚组。
研究结果
祖细胞阶段降低 SOD1 改善散发性、SOD1 和 TARDBP 分组的神经元存活,分化后未见同样救援。C9orf72 在两个时点均无改善,乳酸释放亦无相同下降却仍产生毒性。乳酸补充主要改善条件培养液体系,在直接共培养中的改善较小。

适用条件与研究局限

  • 人源部分使用患者胶质与小鼠运动神经元;小鼠胶质体系的电生理结果与人源胶质结果分别解释。
  • 来源途径、基线比较和 SOD1 子集各有不同样本范围;图注未明确各项每系重复的全部层级。
  • 遗传降低 SOD1 是体外靶点与时机比较,没有对治疗制剂、临床给药或患者疗效作验证。
  • 条件培养液、直接共培养和 ALS 亚组有真实差异,不能把代谢补充或 SOD1 响应推广至全部 ALS 模型。

来源与原文

  1. Oligodendrocytes contribute to motor neuron death in ALS via SOD1-dependent mechanism原始研究 · PNAS · 2016-09-29

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