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近日，美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队在《自然·生物技术》（Nature Biotechnology）上发表了一项重要成果：他们成功利用人类干细胞分化出能够产生和释放血清素的神经元。血清素（5-羟色胺）是一种关键的神经递质，在大脑中调控情绪、睡眠、食欲、焦虑和抑郁等多种生理功能，并与精神分裂症、双相情感障碍等精神疾病密切相关。

研究负责人Su-Chun Zhang教授指出：“血清素能神经元虽然数量稀少，但其轴突投射遍布全脑，因此对大脑功能的调节至关重要。”然而，在体外高效获得纯化的血清素能神经元一直是个技术难题。此前，其他团队虽能诱导干细胞分化出少量血清素能神经元，但比例极低（约20%），且难以检测到血清素释放。

在本研究中，团队分别使用了人胚胎干细胞和诱导多能干细胞（iPSC）。他们模拟了胚胎发育过程中血清素能神经元形成的微环境，通过精确控制一系列信号分子的浓度和时序，成功将干细胞定向分化为高纯度的血清素能神经元。这些细胞不仅表达血清素合成酶（如色氨酸羟化酶），还能在电刺激下释放血清素，并对多种FDA批准的抗抑郁药物（如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂）产生响应。

Zhang教授强调：“这些干细胞来源的血清素能神经元为研究精神疾病的病理机制提供了前所未有的工具。例如，我们可以从抑郁症或双相情感障碍患者身上获取皮肤细胞，重编程为iPSC，再分化成血清素能神经元，从而在培养皿中模拟疾病过程，并筛选个体化药物。”此外，该技术还可用于药物毒性测试，减少动物实验依赖。

该研究为开发更有效的精神疾病疗法（尤其是针对血清素系统功能异常）奠定了重要基础。未来，团队计划进一步优化分化方案，并探索将这些神经元用于细胞移植治疗的可能性。