撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

交感神經(jīng)節(jié)（sympathetic ganglia）是神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)多種自主身體功能。利用三維（3D）類器官重現(xiàn)交感神經(jīng)節(jié)的發(fā)育過程頗具挑戰(zhàn)性，目前尚未實現(xiàn)。

2025年12月12日，上海科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院向陽飛團隊（博士研究生劉彥彤、朱金奎、盧曉香為論文共同第一作者）在Cell Stem Cell期刊發(fā)表題為：Human PSC-derived organoids model sympathetic ganglion development and its functional crosstalk with the heart 的研究論文。

該研究首次利用人類多能干細(xì)胞（hPSC）成功構(gòu)建了人類交感神經(jīng)節(jié)類器官（hSGO），將 hSGO 與人類心臟類器官（hHFO）融合，重現(xiàn)了人類心臟的功能性交感神經(jīng)支配，形成了人類交感神經(jīng)支配的心臟類器官（hSHO），為研究交感神經(jīng)及其與靶器官之間相互作用提供了全新的人源化體外研究平臺。

在體外構(gòu)建的 3D 類器官為研究人類神經(jīng)系統(tǒng)提供了一種便捷策略。例如，對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS），人們已經(jīng)建立了大腦類器官來模擬整個人類大腦、不同的腦區(qū)、腦區(qū)之間的相互作用、不同譜系之間的相互交流等。已有研究報告稱，中樞神經(jīng)系統(tǒng)與靶組織（例如神經(jīng)對骨骼肌的控制）之間的相互作用可以通過包含多種組織類型的類器官來重現(xiàn)。作為神經(jīng)系統(tǒng)另一個關(guān)鍵組成部分，外周神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）與中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及全身的各種靶器官和組織進(jìn)行交流，構(gòu)建外周神經(jīng)系統(tǒng)的成分將進(jìn)一步促進(jìn)對人類神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及與身體其他部分相互交流的理解。然而，盡管在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的類器官分化方面已經(jīng)出現(xiàn)了多種策略，但利用類器官構(gòu)建外周神經(jīng)系統(tǒng)的進(jìn)展相對有限。

交感神經(jīng)節(jié)（sympathetic ganglia）是外周神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）的重要組成部分，對維持機體穩(wěn)態(tài)不可或缺。交感神經(jīng)節(jié)中的細(xì)胞源自神經(jīng)嵴細(xì)胞（NCC），這些細(xì)胞向腹側(cè)遷移形成交感神經(jīng)鏈原基，在 PHOX2B 和 ASCL1 等轉(zhuǎn)錄因子的激活作用下，NCC 獲得交感腎上腺細(xì)胞的命運。

在發(fā)育過程中，來自交感神經(jīng)節(jié)的交感神經(jīng)軸突與心臟和血管組織等外周靶點建立聯(lián)系，并在基礎(chǔ)條件下或外部壓力下調(diào)節(jié)各種生理過程。交感神經(jīng)節(jié)功能障礙被認(rèn)為與多種人類疾病有關(guān)，包括心力衰竭、糖尿病、周圍神經(jīng)病變、高血壓等。近期的研究還揭示了交感神經(jīng)對組織再生和腫瘤生物學(xué)的意外貢獻(xiàn)。

值得注意的是，除了交感神經(jīng)元之外，交感神經(jīng)節(jié)中的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也對神經(jīng)系統(tǒng)的功能和功能障礙發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。盡管交感神經(jīng)節(jié)十分重要，但在 3D 培養(yǎng)中重現(xiàn)其自組織發(fā)育過程頗具挑戰(zhàn)性，目前尚未實現(xiàn)。交感神經(jīng)節(jié)與靶器官或組織之間的相互作用也尚未在類器官模型中得到體現(xiàn)。

在這項最新研究中，研究團隊?wèi)?yīng)用人類多能干細(xì)胞（hPSC）的定向 3D 分化技術(shù)，開發(fā)了一種生成人類交感神經(jīng)節(jié)類器官（hSGO）的方法，這些類器官表現(xiàn)出定向且自組織的交感神經(jīng)分化。在長期培養(yǎng)中，hSGO 產(chǎn)生了交感神經(jīng)元和交感神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，并表現(xiàn)出功能發(fā)育。

隨后，研究團隊構(gòu)建了一個類器官系統(tǒng)，通過將人類交感神經(jīng)節(jié)類器官（hSGO）與人類心臟類器官（hHFO）融合，重現(xiàn)了人類心臟的功能性交感神經(jīng)支配，從而形成了人類交感神經(jīng)支配的心臟類器官（human sympathetically innervated heart-forming organoid，hSHO）。hSHO 使得能夠評估調(diào)控人類交感神經(jīng)對心臟支配的因素（例如，神經(jīng)生長因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)）。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，hSHO 中的組織間相互作用影響了交感神經(jīng)和心臟的發(fā)育。

總的來說，該研究為未來有關(guān)人類交感神經(jīng)節(jié)、其與外周靶點的相互作用以及相關(guān)疾病的研究提供一種易于操作的體外模型。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(25)00410-2