GABA-ергические нейроны являются важными клеточными компонентами нейронных цепей. Их количество и разнообразие в человеческом мозге значительно возросло, что способствует расширению когнитивных способностей человека. Однако механизм развития, лежащий в основе увеличения выработки GABA-ергических нейронов в человеческом мозге, остается неясным. Здесь мы раскрыли микроглиальную регуляцию устойчивой пролиферации GABA-ергических предшественников и нейробластов в медиальном ганглиозном возвышении человека (hMGE). Мы показали, что микроглия преимущественно распределена в зоне пролиферации, и идентифицировали инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF1) и его рецептор IGR1R как предсказанную пару лиганд-рецептор, лежащую в основе взаимодействия микроглия–предшественник в пренатальном hMGE. Используя наши недавно разработанные нейроиммунные органоиды hMGE, которые имитируют цитоархитектуру и траекторию развития hMGE, мы продемонстрировали, что IGF1, полученный из микроглии, способствует пролиферации предшественников и выработке GABA-ергических нейронов. И наоборот, нейтрализующие IGF1 антитела и нокаут IGF1 микроглии, индуцированный эмбриональными стволовыми клетками человека, устраняют индуцированную микроглией пролиферацию предшественников. В совокупности эти результаты выявили ранее недооцененную роль IGF1, полученного из микроглии, в стимулировании пролиферации нейронных предшественников и развитии GABA-ергических нейронов в головном мозге человека.

Образцы тканей человека были взяты в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Все образцы были оценены сертифицированным невропатологом и не содержали заболеваний головного мозга.

Диагностическая панель включала оценку нервных предшественников и иммунных клеток с использованием insulin-like growth factor 1 (IGF1.

Ткани, использованные для анализа snRNA-seq, были подвергнуты быстрому замораживанию или криоконсервации.

Все линии hiPSC и hESC были кариотипированы и регулярно тестировались на микоплазму. Мыши были обработаны в соответствии с руководящими принципами UCSF.

Органоиды, полученные из hpSC, были выращены в базовой среде StemFlex и культивировались в различных средах для дифференцировки.

Индуцированная микроглия была получена из клеток WA01/H1 или WA09/H9 hESC с использованием наборов STEMdiff.

Органоиды были обработаны различными фармакологическими агентами для изучения их влияния на пролиферацию и дифференцировку клеток. Иммуногистохимия использовалась для анализа тканей человека и мышей.

Трехмерные реконструкции и анализ изображений были выполнены с использованием программного обеспечения Imaris.

Одноядерные и одноклеточные суспензии были приготовлены из посмертных образцов человека и органоидов. Библиотеки одноклеточных и одноядерных РНК-seq были подготовлены с использованием набора 10x Genomics Chromium Next GEM Single Cell v.3.1. δАнализ данных одноклеточной и одноядерной последовательности РНК был выполнен с использованием Seurat v.5.1.0.