新加坡国立大学Florent Ginhoux课题组发现，iPS细胞衍生的小胶质细胞通过胆固醇转移促进大脑类器官成熟。这一研究成果于2023年11月1日在线发表在国际学术期刊《自然》上。

研究人员通过将脑器官组织与由相同的人类诱导多能干细胞（iMac）生成的类原始巨噬细胞共培养，生成了小胶质细胞充足的脑器官组织。在类器官共培养中，iMac分化成具有小胶质细胞样表型和功能的细胞（iMicro），并调节神经元祖细胞（NPC）的分化，限制NPC增殖，促进轴突生长。从机理上讲，iMicro含有大量PLIN2+脂滴，这些脂滴输出胆固醇及其酯类，被器官组织中的NPC吸收。研究人员还在小鼠和人类胚胎大脑中检测到了含有PLIN2+脂滴的小胶质细胞。

总之，这个方法通过纳入小胶质细胞，大大推进了当前的人脑类器官方法，这体现在其发现了小胶质细胞和鼻咽癌细胞之间脂质介导的串联关键途径，从而改善了神经发生。

据介绍，小胶质细胞是特化的脑驻留巨噬细胞，由胚胎大脑中定植的原始巨噬细胞产生。小胶质细胞在大脑发育的多个方面做出了贡献，但由于获取相关组织的途径有限，人们对它们在人类早期大脑中的确切作用仍然知之甚少。由人类诱导多能干细胞生成的脑组织器官再现了人类胚胎大脑发育的一些关键特征。然而，目前的方法没有结合小胶质细胞，也没有解决它们在类器官成熟中的作用。

附：英文原文

Title: iPS-cell-derived microglia promote brain organoid maturation via cholesterol transfer

Author: Park, Dong Shin, Kozaki, Tatsuya, Tiwari, Satish Kumar, Moreira, Marco, Khalilnezhad, Ahad, Torta, Federico, Olivi, Nicolas, Thiam, Chung Hwee, Liani, Oniko, Silvin, Aymeric, Phoo, Wint Wint, Gao, Liang, Triebl, Alexander, Tham, Wai Kin, Gonalves, Leticia, Kong, Wan Ting, Raman, Sethi, Zhang, Xiao Meng, Dunsmore, Garett, Dutertre, Charles Antoine, Lee, Salanne, Ong, Jia Min, Balachander, Akhila, Khalilnezhad, Shabnam, Lum, Josephine, Duan, Kaibo, Lim, Ze Ming, Tan, Leonard, Low, Ivy, Utami, Kagistia Hana, Yeo, Xin Yi, Di Tommaso, Sylvaine, Dupuy, Jean-William, Varga, Balazs, Karadottir, Ragnhildur Thora, Madathummal, Mufeeda Changaramvally, Bonne, Isabelle, Malleret, Benoit, Binte, Zainab Yasin, Wei Da, Ngan, Tan, Yingrou, Wong, Wei Jie, Zhang, Jinqiu, Chen, Jinmiao, Sobota, Radoslaw M., Howland, Shanshan W., Ng, Lai Guan, Saltel, Frdric, Castel, David, Grill, Jacques, Minard, Veronique, Albani, Salvatore, Chan, Jerry K. Y., Thion, Morgane Sonia, Jung, Sang Yong, Wenk, Markus R., Pouladi, Mahmoud A., Pasqualini, Claudia, Angeli, Veronique, Cexus, Olivier N. F., Ginhoux, Florent

Issue&Volume: 2023-11-01

Abstract: Microglia are specialized brain-resident macrophages that arise from primitive macrophages colonizing the embryonic brain1. Microglia contribute to multiple aspects of brain development, but their precise roles in the early human brain remain poorly understood owing to limited access to relevant tissues2,3,4,5,6. The generation of brain organoids from human induced pluripotent stem cells recapitulates some key features of human embryonic brain development7,8,9,10. However, current approaches do not incorporate microglia or address their role in organoid maturation11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21. Here we generated microglia-sufficient brain organoids by coculturing brain organoids with primitive-like macrophages generated from the same human induced pluripotent stem cells (iMac)22. In organoid cocultures, iMac differentiated into cells with microglia-like phenotypes and functions (iMicro) and modulated neuronal progenitor cell (NPC) differentiation, limiting NPC proliferation and promoting axonogenesis. Mechanistically, iMicro contained high levels of PLIN2+ lipid droplets that exported cholesterol and its esters, which were taken up by NPCs in the organoids. We also detected PLIN2+ lipid droplet-loaded microglia in mouse and human embryonic brains. Overall, our approach substantially advances current human brain organoid approaches by incorporating microglial cells, as illustrated by the discovery of a key pathway of lipid-mediated crosstalk between microglia and NPCs that leads to improved neurogenesis.

来源：科学网

原标题：iPS细胞衍生的小胶质细胞通过胆固醇转移促进大脑类器官成熟

作者：小柯

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