科学家们测量运动神经元干细胞和肌肉细胞之间的沟通

为了识别神经障碍的根本原因,影响运动功能如散步和呼吸,加州大学洛杉矶分校的研究人员已经开发出一种新颖的系统测量运动神经元干细胞之间的通信和肌肉细胞培养皿中。

研究提供了重要的证据原则,功能可以创建汽车电路之外的身体使用神经元干细胞和肌肉细胞,沟通的水平,或细胞之间的突触活动,可以准确地测量通过刺激运动神经元与电极然后测量电活动的转移到肌肉细胞的运动神经元相连。

运动神经元受到刺激时,释放神经递质去偏光肌肉细胞的细胞膜,使钙和其它离子的进入造成他们的合同。通过测量这一活动的力量,一个人可以得到一个好的估计的运动神经元的整体健康。估计可以阐明各种神经退行性疾病如脊髓性肌肉萎缩症和肌萎缩性脊髓侧索硬化症,或者卢伽雷氏症,运动神经元之间的通信和肌肉细胞被认为解开,研究高级作者说贝内特g . Novitch神经生物学助理教授和科学家伊莱并广泛的加州大学洛杉矶分校的再生医学和干细胞研究中心。

这个研究的发现出现5月4日,2012年《公共科学图书馆•综合》,同行评议的科学公共图书馆》杂志上。

“现在我们该方法测量的强度运动神经元之间的通信和肌肉细胞,我们就可以开始探索的最早阶段发生了什么运动神经元疾病之前,神经元死亡变得普遍,”Novitch说。“这可以帮助我们确定事情开始出错,给我们提供新的线索的治疗干预措施,可以提高突触沟通,促进神经元存活。”

Novitch说,突触沟通活动他的团队能够产生和测量使用老鼠胚胎干细胞运动神经元和肌肉细胞非常相似的老鼠,确认他们的模型是一个真实的描述什么是发生在一个活的有机体。

”,给了我们一个很好的起点,试图模型港发生在细胞与神经退行性疾病相关的基因突变,。要做到这一点,我们必须首先定义一个活动的正常突触交流,”他说。“一些研究表明,在这种交流的中断可以疾病进展的早期迹象或可能一个初始事件。神经元,不能有效地传输信息肌肉细胞最终将撤回他们接触,导致神经细胞和肌肉细胞退化。希望我们现在可以创建疾病模型,将使我们能够研究正在发生什么。”

在这项研究中,Novitch和他的团队,快乐Umbach为首分子和医学药理学副教授,老鼠胚胎干细胞用于创建运动神经元和先前建立的肌肉前体细胞产生肌肉纤维。他们把两个细胞一起在培养皿中,和细胞培养等鼓励沟通的一种方式。Novitch说团队想看看他们自然会形成突触联系和他们之间是否有神经传输。

在不到一个星期,神经元联系了肌肉细胞和组装所需的蛋白质网络突触沟通,Novitch说。

测量细胞之间的联系,科学家们使用了一种叫做双膜片箝记录。吸量管包含刺激和记录电极插入到运动神经元的膜和肌肉细胞,小心不要伤害他们。通过这种方法,他们可以发送一个电流到运动神经元和测量在肌肉细胞反应,以及可视化肌肉收缩。

“这里的体外系统可能相应地扩大评估潜在的细胞和分子机制,造成这一运动神经元突触输入下降,”这项研究的状态。“因此,除了他们的工具帮助回答基本的生物学问题,这些培养有明确的应用程序在解决问题的医学意义。”

展望未来,Novitch和他的团队希望重建并确认使用人类的运动神经元干细胞和工作肌肉细胞与新开发的光记录和测量突触通信方法,是微创比膜片箝技术用于这项研究。

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