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21 人阅读发布时间:2025-11-28 09:52
你是否想过,人类的疼痛、触摸、痒觉是如何从皮肤传递到大脑的?
这个过程依赖于一条名为“体感上行通路”的复杂神经线路。然而,由于物种差异和缺乏合适的实验模型,“疼痛研究”和“药物开发”一直面临巨大挑战。
一项发表于权威期刊《自然》上的研究取得了突破性进展。科学家们利用人类诱导多能干细胞(hiPS细胞),成功在体外构建了一个名为“人源上行体感组装体(hASA)”的模型。
这就像是在培养皿中,用4块由不同神经细胞组成的“迷你器官”,搭建起了一条从外周感官直到大脑皮层的完整“疼痛感知通路”。

一、制造“零件”:
研究人员分别培育了四种不同的“类器官”,来模拟疼痛通路上的四个关键“站点”:
二、组装“电路”:
他们将这四种类器官像拼装乐高一样巧妙地融合在一起,形成了完整的四部分hASA。通过基因测序和染色,他们确认这个组装体中包含了这条通路上所有关键的细胞类型。

三、测试“功能”:
1.信号传导:当用化学物质(如αβ-MeATP)刺激“体感类器官”时,研究人员观察到了钙信号像波浪一样,依次传递到脊髓、丘脑,最后到达皮层类器官。


2.同步活动:更神奇的是,整个组装体的不同区域会表现出同步的神经电活动,形成了一个简单的功能网络。
3.揭示疾病机制:他们利用基因编辑技术,模拟了两种与疼痛相关的SCN9A基因突变。



结果发现:导致“无痛症”的基因突变会破坏整个电路的同步性;而导致“极端疼痛 disorder”的基因突变则会引起过度同步。这从神经回路层面为这些罕见病提供了全新的解释。
这项技术首次在体外重现了人类复杂的感觉通路,它不仅可以帮助我们理解人类感官系统的发育,更重要的是为研究“疼痛”、“自闭症谱系障碍”等与感觉处理异常相关的疾病提供了的人类特异性模型。未来,科学家可以利用这个平台来高通量筛选镇痛药物,并深入研究各种神经系统疾病的发病机制。
在这项发表于《自然》的研究中,科学家们依赖“免疫荧光染色”来确认各类器官的身份。在如此前沿和复杂的研究中,高质量、高特异性的抗体对于精确鉴定不同类器官中的细胞类型至关重要。
值得注意的是,研究中使用了来自Biorbyt的anti-mCherry抗体(货号: orb153320),用于检测病毒标记的示踪信号。
该抗体的成功应用,帮助研究人员清晰地观察到了神经回路中特定的连接,为证明类器官之间成功建立了“功能性突触连接”提供了关键的视觉证据。


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