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使用单个神经玫瑰花结生成的类器官模拟人类端脑发育和自闭症相关的 SHANK3 缺陷

Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2022-10-06 , DOI: 10.1038/s41467-022-33364-z
Yueqi Wang 1, 2 , Simone Chiola 1 , Guang Yang 1, 2 , Chad Russell 3 , Celeste J Armstrong 1 , Yuanyuan Wu 1 , Jay Spampanato 4 , Paisley Tarboton 3 , H M Arif Ullah 1 , Nicolas U Edgar 1 , Amelia N Chang 5 , David A Harmin 5 , Vittoria Dickinson Bocchi 6, 7 , Elena Vezzoli 6, 7 , Dario Besusso 6, 7 , Jun Cui 8 , Elena Cattaneo 6, 7 , Jan Kubanek 3 , Aleksandr Shcheglovitov 1, 2, 3
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人类端脑是一种进化上先进的大脑结构,与许多独特的人类行为和疾病相关。然而,与人类端脑发育有关的细胞谱系和分子途径仍然很大程度上未知。我们从干细胞衍生的单个神经玫瑰花结中生产人类端脑类器官,并研究正常和病理条件下的端脑发育。我们发现,单个神经花结衍生的类器官含有大脑皮层和大脑皮层下神经祖细胞、兴奋性和抑制性神经元,以及大胶质细胞和内皮细胞,并表现出可预测的组织和细胞结构。我们全面表征了 SNR 衍生类器官中神经元的特性,并从端脑发育早期的常见 NP 库中识别出与兴奋性和抑制性神经谱系规范相关的转录程序。我们还证明,自闭症和智力障碍相关基因SHANK3半合子缺失的类器官中的神经元表现出内在和兴奋性突触缺陷以及几种簇状原钙粘蛋白的表达受损。总的来说,这项研究验证了 SNR 衍生的类器官作为研究人类端脑皮质纹状体发育的可靠模型,并鉴定了具有SHANK3半合性的人类端脑组织中内在的、突触的和聚集的原钙粘蛋白表达缺陷。





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更新日期:2022-10-06
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