基于类脑器官探索压应力调控小头症神经损伤及干预研究

目的小头症是一种神经发育障碍,其致病机理和神经损伤机制尚未完全明确。小头症最基本的临床表现是头颅周径生长滞后,颅骨形变诱导压应力可直接导致脑组织压缩及神经功能受损,探究压应力调控小头症神经损伤的变化规律对于深刻理解小头症的神经损伤机理和开发有效治疗方法具有重要意义。方法利用生物力学、神经科学及细胞组织工程手段构建了hi PSC来源类脑器官的小头症可控加载模型,通过设置不同加载梯度探究了压应力与类脑器官生长、接触模量和硬度的关系,以及压应力的传导途径。结果通过设置不同加载梯度探究了压应力与类脑器官生长、接触模量和硬度的关系,在类脑诱导至16 d后,类脑面积与加载间距呈正相关,当加载间距低于400μm时类脑生长受限,在加载间距为200μm时,类脑面积比对照组降低35%。当类脑处在压应力环境下,机械力通道蛋白Piezo1被大量表达,且随压应力增加而增加,同时通过细胞骨架及Wnt通路进行传导。结论设计了适用于小头症压应力损伤模型,探究了压应力在小头症神经损伤中的作用机理。