Single-cell transcriptomics captures features of human midbrain development and dopamine neuron diversity in brain organoids.
Single-cell transcriptomics captures features of human midbrain development and dopamine neuron diversity in brain organoids.
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单细胞转录组学捕获人类中脑发育和脑类器官中多巴胺神经元多样性的特征。
DOI：
10.1038/s41467-021-27464-5
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发表时间：
2021-12-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Parmar M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fiorenzano A;Sozzi E;Birtele M;Kajtez J;Giacomoni J;Nilsson F;Bruzelius A;Sharma Y;Zhang Y;Mattsson B;Emnéus J;Ottosson DR;Storm P;Parmar M
三维脑有机体已成为研究人脑发育和病理的有价值的模型系统。在这里，我们建立了一个中脑器官培养系统，以研究从多能干细胞到成熟多巴胺神经元的发育轨迹。利用单细胞RNA测序，我们鉴定了三种分子上不同的亚型人多巴胺神经元的存在，这些亚型与发育中的和成人中脑中的神经元具有很高的相似性。然而，尽管在这一领域取得了重大进展，但脑有机化合物的使用可能会受到重复性和不完全成熟问题的限制，这也是在本研究中观察到的。因此，我们设计了由全长人层粘连蛋白功能化的重组蜘蛛丝微纤维支持的生物工程中脑腹侧有机体。我们发现，丝素类有机化合物复制了多巴胺神经发生的关键分子方面，并在细胞类型组成和多巴胺神经元形成方面减少了有机化合物间的可变性。3D脑器官已被用于研究人脑的发育和病理。在这里，作者建立了人类腹侧中脑有机化合物并结合单细胞测序来研究发育和成熟的多巴胺神经元，并使用丝质支架来产生生物工程脑有机化合物。
Three-dimensional brain organoids have emerged as a valuable model system for studies of human brain development and pathology. Here we establish a midbrain organoid culture system to study the developmental trajectory from pluripotent stem cells to mature dopamine neurons. Using single cell RNA sequencing, we identify the presence of three molecularly distinct subtypes of human dopamine neurons with high similarity to those in developing and adult human midbrain. However, despite significant advancements in the field, the use of brain organoids can be limited by issues of reproducibility and incomplete maturation which was also observed in this study. We therefore designed bioengineered ventral midbrain organoids supported by recombinant spider-silk microfibers functionalized with full-length human laminin. We show that silk organoids reproduce key molecular aspects of dopamine neurogenesis and reduce inter-organoid variability in terms of cell type composition and dopamine neuron formation. 3D brain organoids have been used to investigate human brain development and pathology. Here the authors establish human ventral midbrain organoids coupled with single cell sequencing to study developing and mature dopamine neurons and use silk scaffolding to generate bioengineered brain organoids
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DOI：
10.1038/s41578-021-00279-y
发表时间：
2021
期刊：
Nature reviews. Materials
影响因子：
--
作者：
Hofer M;Lutolf MP
通讯作者：
Lutolf MP
影响因子：
6
作者：
Fiorenzano A;Sozzi E;Parmar M;Storm P
通讯作者：
Storm P
预测标记指导分化以改善基于hESC的帕金森氏病疗法的临床翻译中的移植结果。
影响因子：
23.9
作者：
Kirkeby A;Nolbrant S;Tiklova K;Heuer A;Kee N;Cardoso T;Ottosson DR;Lelos MJ;Rifes P;Dunnett SB;Grealish S;Perlmann T;Parmar M
通讯作者：
Parmar M
影响因子：
6.2
作者：
Bonilla, Sonia;Hall, Anita C.;Arenas, Ernest
通讯作者：
Arenas, Ernest
DOI：
10.1073/pnas.2001305117
发表时间：
2020-06-30
影响因子：
11.1
作者：
Hoban, Deirdre B.;Shrigley, Shelby;Parmar, Malin
通讯作者：
Parmar, Malin