随着当代人压力的增大,神经系统病症呈现突发态势。神经系统疾病是指发生于中枢神经系统、周围神经系统、植物神经系统的以感觉、运动、意识、植物神经功能障碍为主要表现的疾病,又称“神经病”,包括失眠、神经衰弱、癫痫、帕金森症、老年性痴呆等。
2018年3月,北京大学课题组联合在国际著名学术期刊《Nature》上在线发表了题为“Single-cell RNA-Seq surveys a developmental landscape of the human prefrontal cortex”的文章。该研究利用单细胞转录组测序手段,绘制了人脑前额叶胚胎发育过程的单细胞转录组图谱,解析了人类胚胎大脑前额叶发育的细胞类型多样性及不同细胞类型之间的发育关系,揭示了神经元产生和环路形成的分子调控机制,在前额叶皮层中起着尤为关键作用的是众多的神经元细胞,为绘制最终完整的人脑细胞图谱,奠定了重要的基础。
但人源的神经元获取十分困难,并且神经元无法传代。想要研究神经系统必须攻克该项难题。
近年来,有学者成功突破该议题。利用诱导多能干细胞技术(iPSC)构建渐冻症“多元疾病模型”发现潜在治疗药物 。首先,利用病人iPSC向运动神经元分化(MN)建立两种FALS疾病模型:①FUS-ALS;②TDP-43-ALS。与健康对照的模型相比,在35-40d左右ALS模型神经突长度开始持续减小,提示运动神经元退化。这种方法利用患者的血液中PBMC/皮肤成纤维细胞/尿液转化成诱导多功能干细胞(IPSC),进而再从诱导多功能干细胞分化成神经元,就可以获得患者来源的神经元,同时IPSC可以传代培养,这样就可以获得大量的神经元以供研究使用,这种新技术成为了研究人源疾病模型的最优解。
多能干细胞技术(iPSC)可以大幅缩短分化神经元所需时间,同时可以维持20天的神经元活性。
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1)记录单个细胞的多个靶点在形态、数量和空间分布上的变化;
2)根据记录的变化差异将细胞群体中的每个细胞进行独立划分亚群;
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4)以系统生物学的研究方法论进行信息学统计,回归生物学宏观的表型现象和微观内部作用机制;
5)快速得出客观具有统计学意义的生物学结论。
