Органоиды шишковидной железы: новая модель для изучения нарушений сна

Нарушения сна зачастую являются симптомом нейродегенеративных заболеваний и ряда нейропсихиатрических расстройств. За регуляцию циркадных ритмов в организме отвечает эпифиз, который вырабатывает мелатонин. Однако изучение его развития и функций у человека ограничено труднодоступностью. Решением стало использование органоидов.

Учёные Йельской школы медицины создали органоиды эпифиза человека и показали, что их можно использовать для исследований. Работу опубликовали в Cell Stem Cell. Для создания модели из плюрипотентных стволовых клеток исследователям потребовался почти год.

Эксперимент показал, что органоиды не только экспрессируют гены, связанные с продукцией мелатонина, но и функционально активны. Учёные связали два органоида в один комплекс, состоящий из нервной ткани и клеток эпифиза — пинеалоцитов. При стимуляции симпатических нейронов пинеалоциты начинали выделять мелатонин.

Затем в экспериментах in vivo органоиды пересаживали мышам после удаления эпифиза. После трансплантации у животных снова обнаруживали циркулирующий мелатонин, что подтверждало сохранность нейроэндокринной регуляции.

Модель применили для изучения синдрома Ангельмана — редкого генетического заболевания с задержкой нервно-психического развития, часто сопровождающегося нарушениями сна. Органоиды, полученные из клеток пациентов, отличались от контроля. Исследователи выявили ключевые особенности:

● меньший размер на ранних стадиях с последующим усилением различий;
● появление структур, сходных с сосудистым сплетением;
● активацию генов, связанных с продукцией спинномозговой жидкости;
● почти полное подавление генов синтеза мелатонина.

Такие изменения указывают на сдвиг клеточной дифференцировки. Клетки эпифиза теряют способность синтезировать мелатонин и приобретают свойства сосудистого сплетения. Аналогичные изменения обнаружили в животных моделях.

Представленная работа даёт новый экспериментальный инструмент для изучения инсомнии при нарушениях нейроразвития и психических расстройствах. Кроме того, она делает эпифиз доступной мишенью для будущих исследований способов коррекции циркадных нарушений у больных с тяжёлыми расстройствами сна.

Источник: Ferdi Ridvan Kiral et al, Generation of human pineal gland organoids with melatonin production for disease modeling, Cell Stem Cell (2026)