人类iPSC衍生的神经元具有可靠的突触和大量的前突触动作潜力

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 了解人类大脑功能需要对人类神经元中的突触传输进行表征.
• 对于神经递质释放至关重要的神经突触前作用潜在的特性,在人类神经元中仍然存在争议.
• 以前的测量缺乏人类神经元的高时间分辨率.

研究的目的:

• 为了确定人类神经元中预突触作用电位的特性.
• 建立一个模型系统来研究人类的Glutamatergic突触传输.
• 研究同步高频谷氨酸释放的机制.

主要方法:

• 从多能干细胞通过神经新生素2 (Ngn2) 表达生成的人类谷氨酸性神经元.
• 使用超分辨率显微镜可视化前和后突触蛋白质对齐.
• 从成熟的人类神经元进行了直接的突触前补丁录音.

主要成果:

• Ngn2诱导的人类神经元显示,多个轴突的初始段数减少,轴突的和刺激性随着成熟而增加.
• 在高频率 (20-100赫兹) 中,突触传输可靠,在9周内同步性增加.
• 直接记录显示了人类的前突触作用潜力,具有很大的超射 (~25 mV) 和短持续时间 (~0.5 ms).

结论:

• Ngn2诱导的神经元提供了一个有效的模型,用于高时空分辨率分析人类的谷氨基质突触传输.
• 这些研究结果预测,人类大脑的谷氨基胺转移涉及大,快速的前突触作用潜力.
• 这项研究提供了对人类大脑神经传递的基本机制的关键见解.