Межвидовая комплементация бластоцист (IBC) (т.е. комплементация путем микроинъекции стволовых клеток других видов в эмбрионы на стадии бластоцисты) успешно создала ткань переднего мозга крысы у мышей, которая была структурно и функционально интактной. В аналогичном исследовании также было обнаружено, что синапсическая активность крысы и мыши поддерживается, и синтетические нейронные цепи, построенные из двух разных видов, могут функционировать в неповрежденном мозге.
О комплементации бластоцисты, то есть комплементации генетически дефицитных органов путем микроинъекции стволовых клеток в эмбрионы на стадии бластоцисты, впервые сообщалось в 1993 году. Это включало комплементацию Т- и В-лимфоцитов у дефицитных мышей путем микроинъекции интактных эмбриональных стволовых клеток мыши (мЭСК) в бластоцисты. -стадия эмбрионов.
Комплементация путем микроинъекций стволовых клеток других видов в эмбрионы на стадии бластоцисты, генерирующих межвидовые химеры оказался успешным в 2010 году, когда мышам с дефицитом PDX1 добавили поджелудочную железу крысы. Это достижение заложило основу биологической техники Межвидовая комплементация бластоцисты (IBC).
С 2010 года межвидовая комплементация бластоцист (МКК) прошла долгий путь (включая комплементацию человеческими генами, что означает потенциал органогенеза человека для трансплантации).
Однако до сих пор не удалось получить ткани мозга с помощью IBC, несмотря на несколько недавних успехов. Теперь исследователи сообщают о создании ткани переднего мозга крыс у мышей с помощью IBC.
Исследовательская группа успешно разработала стратегию IBC на основе C-CRISPR. Это помогло в быстром скрининге генов-кандидатов и выявило, что дефицит Hesx1 поддерживает образование ткани переднего мозга крыс у мышей посредством IBC. Ткани переднего мозга крысы у взрослых мышей были структурно и функционально интактными. Они развивались с той же скоростью, что и мышь-хозяин, и сохраняли крысиные профили транскриптома. Однако скорость химеризма клеток крысы постепенно снижалась по мере развития, что указывает на наличие ксеногенных барьеров в середине и конце пренатального развития.
В другом аналогичном исследовании, опубликованном одновременно, исследователи применили комплементацию бластоцисты для выборочного создания и тестирования межвидовых нейронных цепей, чтобы проверить, могут ли нейронные цепи, построенные из двух видов, функционировать в неповрежденном мозге.
Плюрипотентные стволовые клетки крысы, введенные в бластоцисты мыши, развивались и персистировали по всему мозгу мыши. Нейроны крысы в коре и гиппокампе были перепрограммированы в мышиной нише и поддерживали синаптическую активность крыса-мышь. Когда обонятельные нейроны мыши замолчали, нейроны крысы восстановили поток информации в цепи обработки запахов. Первобытное поведение поиска пищи также было спасено. Таким образом, мышь могла чувствовать мир, используя нейроны другого вида.
Это исследование подтверждает, что комплементация нейронных бластоцист является мощным инструментом для выявления консервативных механизмов развития, пластичности и восстановления мозга.
Ссылки:
- Хуанг Дж. и др. 2024. Генерация тканей переднего мозга крысы у мышей. Клетка. Том 187, выпуск 9, стр.2129-2142.E17. 25 апреля 2024 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.017
- Троеш, BT и др. 2024. Функциональные сенсорные цепи, построенные из нейронов двух видов. Клетка. Том 187, выпуск 9, стр.2143-2157.E15. 25 апреля 2024 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.042
