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人类脑器官的应用 - 建模人类脑发育和神经发育疾病
摘要：脑器官是源自反映早期大脑组织的人类多能干细胞（HPSC）的三维（3D）结构。这些类器官包含不同的细胞类型，包括神经元和神经胶质，类似于在人脑中发现的细胞类型。人脑器官为建模人类脑发育特征的特征提供了独特的机会，这些特征在动物模型中没有得到很好的反映。与传统的细胞培养物和动物模型相比，脑器官提供了人类脑发育和功能的更准确表示，使它们成为神经发育疾病的合适模型。尤其是，源自患者细胞的脑器官使研究人员能够在不同阶段研究疾病，并更好地了解疾病机制。多脑区域组合物允许研究不同大脑区域之间的相互作用，同时达到了分子和功能表征的更高水平。尽管器官具有有希望的特征，但其实用性受到几个未解决的约束的限制，包括细胞应激，缺氧，坏死，缺乏高实现细胞类型，有限的成熟和电路形成。在这篇综述中，我们讨论了克服脑器官自然局限性的研究，强调了所有神经细胞类型的组合的重要性，例如神经胶质（星形胶质细胞，少突胶质细胞和小胶质细胞）和血管细胞。此外，考虑器官与发育中的大脑的相似性，区域性图案化的脑类器官衍生的神经干细胞（NSC）可以作为细胞替代疗法的可扩展来源。我们强调了在该领域内的脑官源细胞在疾病细胞疗法中的潜在应用。
脑切片中扩散去极化的多尺度计算机建模
图 1：扩展的多尺度模型。组织尺度：脑切片中 36 · 10 3 个神经元（粉色圆圈）中的几个浸没在浴槽中；神经胶质细胞未明确建模，而是表示为每个 ECS 体素中的汇场。细胞尺度：每个神经元都有离子通道、2 个共交换器；Na + /K + 泵（星号表示 ATP/O 2 依赖性）离子在每个神经元内混合均匀（无细胞内扩散）。蛋白质尺度：表格（右）显示控制神经元和神经胶质细胞场中内在机制活动的物种。[离子] 尺度：离子根据菲克定律在 ECS 体素之间扩散，扩散系数见表 1。
磷酸-TAU（THR231）重组抗体，仅PBS
背景信息TAU（微管蛋白相关单元）是微管相关蛋白（也称为MAPT），主要在中枢神经系统的神经元中表达。其主要功能是调节微管动力学以维持轴突细胞骨架。Tau蛋白具有从单个基因通过替代RNA剪接产生的六种同工型。同工型在N末端的插入片数和C末端的重复次数（3重复3R; 4重复4R）。tau在衰老期间和年龄相关的神经退行性疾病（例如阿尔茨海默氏病（AD）和额叶痴呆症）中被过度磷酸化。Tau的高磷酸化导致神经元和神经胶质细胞中神经纤维缠结（NFT）的形成，这是AD的标志之一。
小胶质细胞在发展中的鼻迁移流中保持体内稳态状况
小胶质细胞是负责维持正常神经发育所需的稳态条件的脑居民免疫细胞。小胶质细胞吞噬作用在开发的关键时期至关重要，以清除过度过度神经发生的结果，而小胶质细胞表达的生长因子提供了营养支持。小胶质活动可能与嗅觉系统具有特殊相关性，这对于长期的神经发生和免疫学威胁而言都是独特的。这项工作研究了小胶质细胞如何在产后早期发育期间嗅觉系统中的鼻迁移流（RMS）神经细胞迁移走廊中保持体内稳态状况。我们的发现说明了微神经胶质在促进环境中的重要性，该环境允许在RMS中进行有效的神经细胞迁移，并暗示着神经系统中其他地方的神经细胞迁移。
神经rest和儿子：神经rest细胞和雪旺细胞前体在发育和腺体胚胎发生中的作用
神经rest是一群多能迁移细胞的种群，在神经术期间从神经板的边界分离，并分化成成人生物体中各种器官的细胞（图1；表1）（他，1868年）。根据新的头部假设，正是神经波峰和表皮姿势的外观导致了弦脉的多样化和广泛分布（Gans and Northcutt，1983; Martik and Bronner，2021年）。神经rest细胞经历上皮 - 间质转变的阶段，并开始迁移到身体的远处。NCC与日益增长的神经以及转录特征的变化（SNAI1，SOX9/ 10，FOXD3，PAX3，PAX3和其他NCCS； SOX10，SOX2，SOX2，NRG1）的接触，SOX10，SOX2，NRG1，NRG1，NRG1），结果是Schwann细胞前体的形成，其发展依赖于AXT的迁移，并依赖于AXT的迁移。取决于其起源和定向迁移的位置，整个神经rest细胞（NCC）的种群可以分为几组：颅，树干，心脏和迷走NCCS（Achilleos and Trainor，2012年）。在哺乳动物中，颅NCC会产生颌骨和内耳的软骨和骨结构（Couly等，1998; Freyer等，2011）。此外，该细胞种群产生了牙齿的牙本质，额骨过程的骨骼以及颅神经的周围神经元和神经胶质（Leitevre，1978; Chai et al。，2000;Méndez-Maldez-Maldez-Maldonado et al。，2020）。颅内NCC还分化为The skeletogenic potential of the cranial neural crest has been extensively studied and documented from vertebrates, although cells of the trunk neural crest may also contribute to skeletal components in some animals like the contribution of NCCs to the differentiation of the plastron bones (abdominal carapace bones) of the turtle Trachemys scripta ( Cebra- Thomas et al., 2007 ).
细节耦合：电场雕刻神经活动和脑部基础设施
ephaptic耦合描述了大脑电场对单个神经元的直接影响。它与一个神经元对另一个神经元的影响不同（Anastassiou等，2011）。神经元种群的活性会在每个神经元和细胞外空间附近产生电场，因为其树突，somata和轴突中的电流。反过来，这些电场会影响单个神经元及其部位的活性。在微观水平上对脑解剖结构和结构进行详细成像，使我们能够了解电流和电场。超级分辨率成像的进步（Novak等，2013; Hochbaum等，2014），多光子脑成像（Denk和Svoboda，1997）和计算研究揭示了单个神经元对电场的不同电和几何特性的贡献。除了突触和固有电流外，磁场还取决于显微镜pro，例如间隙 - 连接活性和神经元-GLIA相互作用。它们还取决于大规模的特性，例如细胞外组织的不均匀性和灰质的解剖结构（Kotnik等，1997; Gimsa and Wachner，2001; Jeong et al。，2016; Jia等，2016）。知道大脑的解剖结构，可以理解新兴电场的特性。在这里，我们旨在了解相反：领域如何影响单个神经元。电场是否是
小胶质细胞在整个大脑发育中的新兴作用
抽象的小胶质细胞是驻留的脑免疫细胞，由于其修剪突触的能力，其作为电路接线的主要效应子的声誉。小胶质细胞在调节神经元电路发育中的其他作用迄今已受到比较的关注。在这里，我们回顾了最新的研究，这些研究有助于我们对小胶质细胞如何调节大脑接线的理解，超出其在突触修剪中的作用。我们总结了最近的发现表明，小胶质细胞通过小胶质细胞和神经元之间的双向通信来调节神经元数并影响神经元连接，这是神经元活性调节的过程以及细胞外基质的重塑。最后，我们推测小胶质细胞对功能网络发展的潜在贡献，并提出了微神经胶质的综合视图作为神经回路的活性元素。
比较人类多能干细胞得出的胶质细胞 -
有建立的方法来产生人类多能干细胞（HPSC）的高纯性神经元，星形胶质细胞和小胶质细胞。先前的工作表明，神经胶质细胞在神经元功能中起重要作用，包括突触发生和稳态。然而，神经元单栽培缺乏这些在生理上重要的神经神经元相互作用。我们创建了一种与星形胶质细胞共同培养HPSC衍生的前脑神经元共同培养的方案，以评估神经胶质共培养对神经元形态的影响。然后，我们通过将HPSC衍生的小胶质细胞添加到神经元和星形胶质细胞中，开发了三个文化模型。我们对单培养的神经元进行了伤口损伤测定法。我们的结果表明，与神经元单栽培相比，可以一起培养星形胶质细胞，神经元和小胶质细胞的纯种群以显示功能特性。该系统可用于进一步研究胶质神经元相互作用的功能影响。
细节耦合 - 米勒实验室
ephaptic耦合描述了大脑电场对单个神经元的直接影响。它与一个神经元对另一个神经元的影响不同（Anastassiou等，2011）。神经元种群的活性会在每个神经元和细胞外空间附近产生电场，因为其树突，somata和轴突中的电流。反过来，这些电场会影响单个神经元及其部位的活性。在微观水平上对脑解剖结构和结构进行详细成像，使我们能够了解电流和电场。超级分辨率成像的进步（Novak等，2013; Hochbaum等，2014），多光子脑成像（Denk和Svoboda，1997）和计算研究揭示了单个神经元对电场的不同电和几何特性的贡献。除了突触和固有电流外，磁场还取决于显微镜pro，例如间隙 - 连接活性和神经元-GLIA相互作用。它们还取决于大规模的特性，例如细胞外组织的不均匀性和灰质的解剖结构（Kotnik等，1997; Gimsa and Wachner，2001; Jeong et al。，2016; Jia等，2016）。知道大脑的解剖结构，可以理解新兴电场的特性。在这里，我们旨在了解相反：领域如何影响单个神经元。电场是否是
细节耦合
ephaptic耦合描述了大脑电场对单个神经元的直接影响。它与一个神经元对另一个神经元的影响不同（Anastassiou等，2011）。神经元种群的活性会在每个神经元和细胞外空间附近产生电场，因为其树突，somata和轴突中的电流。反过来，这些电场会影响单个神经元及其部位的活性。在微观水平上对脑解剖结构和结构进行详细成像，使我们能够了解电流和电场。超级分辨率成像的进步（Novak等，2013; Hochbaum等，2014），多光子脑成像（Denk和Svoboda，1997）和计算研究揭示了单个神经元对电场的不同电和几何特性的贡献。除了突触和固有电流外，磁场还取决于显微镜pro，例如间隙 - 连接活性和神经元-GLIA相互作用。它们还取决于大规模的特性，例如细胞外组织的不均匀性和灰质的解剖结构（Kotnik等，1997; Gimsa and Wachner，2001; Jeong et al。，2016; Jia等，2016）。知道大脑的解剖结构，可以理解新兴电场的特性。在这里，我们旨在了解相反：领域如何影响单个神经元。电场是否是