Cell Stem Cell：上海科技大学向阳飞团队建立交感神经节类器官，在体外模拟交感-心脏连接

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

交感神经节（sympathetic ganglia）是神经系统的重要组成部分，负责调节多种自主身体功能。利用三维（3D）类器官重现交感神经节的发育过程颇具挑战性，目前尚未实现。

2025年12月12日，上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞团队（博士研究生刘彦彤、朱金奎、卢晓香为论文共同第一作者）在Cell Stem Cell期刊发表题为：Human PSC-derived organoids model sympathetic ganglion development and its functional crosstalk with the heart 的研究论文。

该研究首次利用人类多能干细胞（hPSC）成功构建了人类交感神经节类器官（hSGO），将 hSGO 与人类心脏类器官（hHFO）融合，重现了人类心脏的功能性交感神经支配，形成了人类交感神经支配的心脏类器官（hSHO），为研究交感神经及其与靶器官之间相互作用提供了全新的人源化体外研究平台。

在体外构建的 3D 类器官为研究人类神经系统提供了一种便捷策略。例如，对于中枢神经系统（CNS），人们已经建立了大脑类器官来模拟整个人类大脑、不同的脑区、脑区之间的相互作用、不同谱系之间的相互交流等。已有研究报告称，中枢神经系统与靶组织（例如神经对骨骼肌的控制）之间的相互作用可以通过包含多种组织类型的类器官来重现。作为神经系统另一个关键组成部分，外周神经系统（PNS）与中枢神经系统以及全身的各种靶器官和组织进行交流，构建外周神经系统的成分将进一步促进对人类神经系统发育以及与身体其他部分相互交流的理解。然而，尽管在人类中枢神经系统的类器官分化方面已经出现了多种策略，但利用类器官构建外周神经系统的进展相对有限。

交感神经节（sympathetic ganglia）是外周神经系统（PNS）的重要组成部分，对维持机体稳态不可或缺。交感神经节中的细胞源自神经嵴细胞（NCC），这些细胞向腹侧迁移形成交感神经链原基，在 PHOX2B 和 ASCL1 等转录因子的激活作用下，NCC 获得交感肾上腺细胞的命运。

在发育过程中，来自交感神经节的交感神经轴突与心脏和血管组织等外周靶点建立联系，并在基础条件下或外部压力下调节各种生理过程。交感神经节功能障碍被认为与多种人类疾病有关，包括心力衰竭、糖尿病、周围神经病变、高血压等。近期的研究还揭示了交感神经对组织再生和肿瘤生物学的意外贡献。

值得注意的是，除了交感神经元之外，交感神经节中的神经胶质细胞也对神经系统的功能和功能障碍发挥着至关重要的作用。尽管交感神经节十分重要，但在 3D 培养中重现其自组织发育过程颇具挑战性，目前尚未实现。交感神经节与靶器官或组织之间的相互作用也尚未在类器官模型中得到体现。

在这项最新研究中，研究团队应用人类多能干细胞（hPSC）的定向 3D 分化技术，开发了一种生成人类交感神经节类器官（hSGO）的方法，这些类器官表现出定向且自组织的交感神经分化。在长期培养中，hSGO 产生了交感神经元和交感神经节的神经胶质细胞，并表现出功能发育。

随后，研究团队构建了一个类器官系统，通过将人类交感神经节类器官（hSGO）与人类心脏类器官（hHFO）融合，重现了人类心脏的功能性交感神经支配，从而形成了人类交感神经支配的心脏类器官（human sympathetically innervated heart-forming organoid，hSHO）。hSHO 使得能够评估调控人类交感神经对心脏支配的因素（例如，神经生长因子信号转导）。此外，该研究还发现，hSHO 中的组织间相互作用影响了交感神经和心脏的发育。

总的来说，该研究为未来有关人类交感神经节、其与外周靶点的相互作用以及相关疾病的研究提供一种易于操作的体外模型。

论文链接：

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