分化方案与成熟过程塑造人诱导多能干细胞衍生脊髓运动神经元的轴向身份和突触状态

人诱导多能干细胞（iPSC）衍生的运动神经元被广泛用于疾病建模。通过暴露于特定的模式化形态发生素，干细胞可分化为运动神经元，而这些形态发生素最终能够决定终末细胞组成和发育状态。我们比较了两种将人iPSC成熟为运动神经元的小分子处理流程：快速直接方案（diMN方案）和延长方案（purMN方案）；两种方案均在成熟培养基中培养20天。尽管diMN方案产生了混合型神经细胞培养物，purMN方案则获得了运动神经元富集程度更高、尾侧脊髓特征更强、突触和胆碱能程序更广泛以及祖细胞相关特征减少的培养物。将purMN方案在成熟培养基中的培养时间延长至32天后，培养物进一步表现出增强的脊髓、突触后、突触前、钙信号传导和胆碱能特征。在四种独立的参考框架下，去卷积分析显示，diMN培养物与前部及祖细胞相关状态相一致，而purMN培养物则与脊髓和有丝分裂后状态相一致。在微流控共培养系统中，与diMN相比，purMN形成了更致密、分支更丰富的远端神经突网络，并产生了更多受到神经支配的乙酰胆碱受体簇。揭示纯度和成熟度如何共同界定人iPSC衍生脊髓运动神经元培养物的转录组和结构状态，将有助于该领域为神经发育及神经退行性疾病研究选择最优模型。

人诱导多能干细胞（iPSC）衍生的运动神经元被广泛用于疾病建模。通过暴露于特定的模式化形态发生素，干细胞可分化为运动神经元，而这些形态发生素最终能够决定细胞的终末组成和发育状态。我们比较了两种将人iPSC成熟为运动神经元的小分子处理流程：快速直接方案（diMN方案）和延长方案（purMN方案）；两种方案均在成熟培养基中培养20天。尽管diMN方案产生了混合型神经细胞培养物，purMN方案则获得了运动神经元富集程度更高、尾侧脊髓特征更强、突触及胆碱能程序更广泛且祖细胞相关特征降低的培养物。将purMN方案在成熟培养基中的培养时间延长至32天后，培养物进一步呈现出增强的脊髓、突触后、突触前、钙信号传导及胆碱能特征。在四种独立的参考框架中，去卷积分析显示，diMN培养物与前部及祖细胞相关状态相一致，而purMN培养物则与脊髓及有丝分裂后状态相一致。在微流控共培养系统中，与diMN相比，purMN形成了更致密、分支更丰富的远端神经突网络，并产生了更多受神经支配的乙酰胆碱受体簇。揭示纯度与成熟度如何共同界定人iPSC衍生脊髓运动神经元培养物的转录组及结构状态，将有助于本领域针对神经发育和神经退行性疾病研究选择最佳模型。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.14.751550v1?rss=1

🏷️ 人诱导多能干细胞 脊髓运动神经元 神经元分化 细胞成熟 突触形成 胆碱能信号