脑细胞不够用？Gladstone研究所推两步法研制出脑细胞

这一低成本的两步法用于生长无数个相同的脑细胞，可为任何研究者提供便利。

HTS技术

想要治疗癌症等疾病，其中最快最有效的方法之一是称为高通量筛选（HTS）的技术，这一技术是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，以微板形式作为实验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，以计算机分析处理实验数据，在同一时间检测数以千万的样品，并以得到的相应数据库支持运转的技术体系，它具有微量、快速、灵敏和准确等特点。

使用该技术进行样品测试会耗费好几天或几周的时间，但是如果研究人员自己用吸管来进行大规模筛选的话，相同的工作量下，实验室工作人员可能需要数年才能完成。

因此，阿尔茨海默病的研究人员想要使用相同的高通量筛选技术来测试脑细胞上的数千种潜在的拯救生命的化合物。然而，为了让筛选过程得以维持，他们首先需要找到大量相似的健康脑细胞以供应维持这一筛选过程的进行。

但与实验室中容易克隆和生长的人类癌细胞不同，人的脑细胞不能在培养盘中生存，所以为了实现这一过程，通常研究人员会尝试着从诱导的多能干细胞中培养需要的相同脑细胞，其中这些干细胞是被重新编辑成未分化的空白板状的皮肤干细胞或血细胞干细胞。

干细胞培养脑细胞

虽然说起来容易，但是要利用干细胞来培育出脑细胞并非易事。研究人员需要模拟导致特定类型脑细胞的天然生物分化过程，而这就需要一种称为生长因子的精确定时剂量的化学物质，该化学物质可以激活生长细胞中的不同基因，也可以让相关基因失活。

不过即便生长出来的脑细胞，其中大多数也是高度异质的，即脑细胞中的神经元和神经胶质是不同亚型的，这样在干细胞分化成脑细胞的过程中就还需要再进行分类。值得注意的是，对于想要得到数百万个相同脑细胞的研究人员来说，这一过程的耗费是昂贵的，且十分耗时。

化繁为简：两步法

对于这一问题，Gladstone研究所的阿尔茨海默病研究小组开发了一个简单的两步法以实现从单个干细胞种植数千个相同的神经元。

据神经学高级研究员Gan所述，研究人员使用称为TALEN的CRISPR样基因组编辑器编写干细胞，以此来过表达将细胞分化为神经元的某些基因，但是需要让干细胞暴露在称为多西环素的常见抗生素下，该基因才会被激活。

对此，Gan进一步解释道：“基因编辑程序本身并不新鲜，但之前是用于有病毒的干细胞中，因而导致了不可预知的结果，其中一些干细胞会比其他干细胞吸收更多的病毒，最终导致神经元和神经胶质的混合，而不是神经元的纯样本。”

在实验中，Gan和她的团队利用TALEN精确地编辑一个干细胞，并根据需要多次克隆，创造出“数千万”相同的预编程干细胞；随后三天将其暴露在多西环素中，使干细胞转化为前体神经元，且该神经元是研究人员需要的特定神经元亚型。最重要的是，这些前体神经元是一样的。

接着，当从多西环素溶液中取出细胞时，基因立即关闭，这样就没有细胞继续分化成另一个神经元亚型或神经胶质细胞了。以上操作结束后，研究人员便开始了两步法的第二步：将细胞培养直至它们发育成活跃的神经元。

总结

关于研究团队需要培养的特定神经元，Gan表示，选择这种特定神经元亚型的原因是它含有tau，天然存在的脑蛋白可以形成缠结并阻止阿尔茨海默氏症和其他神经变性疾病中的脑细胞的缠结。

为了测试可能的最广泛的处理样本，此次实验，Gladstone团队对包含在药物活性化合物库中的1280种不同的生物活性分子进行筛选。

关于这一方法，Gan表示，除了可以将其应用到研究阿尔茨海默病中，这一低成本的两步法用于生长无数个相同的脑细胞，可为任何研究者提供便利。

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