ALS突变不会改变由人类干细胞衍生的运动神经元中的周围神经细胞网络的形成

《Communications Biology》：ALS mutations do not alter perineuronal net formation in human stem cell-derived motor neurons

　　

摘要

神经周围网（PNNs）是一种细胞外基质结构，能够稳定突触输入并参与调节神经元可塑性。尽管在多种神经系统疾病中观察到PNN的失调，但它们与肌萎缩侧索硬化症（ALS）之间的关联仍不明确。特别是，ALS动物模型中报告的PNN变化在多大程度上是运动神经元（MN）本身固有的，目前尚不清楚。我们研究了人类多能干细胞衍生的运动神经元是否在体外能够形成类似PNN的结构，以及ALS相关突变是否会影响这一过程。研究发现，在iPSC衍生的运动神经元与星形胶质细胞的共培养体系中，会形成含有透明质酸、tenascin-R和aggrecan的类似PNN的结构，并且这些结构的形成及基因表达并未受到ALS突变的影响。为了探讨PNN失调是否反映了其他细胞类型的贡献或运动神经元自身的易感性，我们对携带ALS相关突变的多能干细胞衍生的星形胶质细胞的转录组数据进行了荟萃分析，同时也比较了不同ALS易感性的运动神经元群体。这些分析未发现人类干细胞衍生的运动神经元中PNN相关基因表达存在一致性的差异。相比之下，对ALS患者死后组织的转录组分析显示，包括PNN核心成分在内的相关基因表达出现了失调。综上所述，这些发现表明，ALS动物模型中描述的PNN相关变化无法仅通过ALS相关的运动神经元突变来解释，而是提示中枢神经系统内存在其他细胞成分的参与。