宾夕法尼亚州立大学生物化学和分子生物学助理教授，两篇论文的资深作者Moriah Szpara表示：“这些新开发的神经元样细胞使我们首次能够研究一种特殊细胞类型中嘌呤的形成。“我们对神经元很感兴趣，因为它们需要大量能量，因此需要高效产生嘌呤。我们也很好奇，单纯疱疹病毒的感染会如何影响合成过程。单纯疱疹病毒是一种需要大量能量的病毒，会在神经元中占据。”

当细胞中对嘌呤的需求很高时，由许多酶组成的复合物(称为嘌呤体)可以更快地生产这些重要的化学物质。研究人员研究了一种叫做FGAMS的酶，它是嘌呤体的核心成分。为了更好地了解FGAMS在嘌呤生产中的作用，他们研究了用新技术培养的啮齿动物脑切片，啮齿动物神经元，人类非神经元细胞和人类神经元样细胞中酶的表达位置和数量。

“研究人类神经元一直是一个挑战，因为我们没有一个好的实验室模型来研究它们。”宾夕法尼亚州立大学的博士后研究员，两项研究的作者Colleen Mangold说。“我们可以使用啮齿动物或鸡胚的神经元，但是它们不能提供与人类细胞相同的信息。大多数研究都需要大量的细胞，因此我们开发了一种方法来提取常用的细胞系并将其塑造成外观和行为类似于神经元的细胞。这种新方法将使我们可以开始积压关于神经元的问题，例如脑中嘌呤的合成方式。”

在神经元样细胞以及啮齿动物神经元和脑切片中，FGAMS在整个神经元的许多位置表达，包括线粒体和微管附近。由于在非神经元细胞的这些结构附近也发现了FGAMS，研究人员怀疑在不同细胞类型中嘌呤体的形成可能是保守的。

研究人员还研究了单纯疱疹病毒1(HSV1)感染对神经元和非神经元细胞中嘌呤生物合成蛋白FGAMS的影响。HSV1最初会感染皮肤表面的个体，然后在免疫系统无法清除的神经元中建立终生感染。由于嘌呤可能在HSV1的复制中发挥作用，因此病毒的高代谢负荷可能会耗尽嘌呤资源并影响嘌呤的合成。

“ HSV1感染在非神经元细胞中诱导FGAMS聚集，从而模拟了感染的皮肤阶段，而FGAMS似乎在神经元细胞中不断聚集和激活，” Evan Pugh化学教授兼持有人Stephen Benkovic说。宾夕法尼亚州立大学化学系Eberly家庭主席，嘌呤形成论文的作者。“我们怀疑嘌呤体仅在非神经细胞中按需要组装，但是神经元中高能量的需求可能要求嘌呤体一直存在。”

Szpara表示：“像HSV1这样的病毒通过在神经元中建立终生感染而生存，并且越来越多的证据表明，慢性病毒感染与晚年的神经认知疾病之间存在联系。我们正在继续调查病毒感染负担与神经元高代谢需求之间的潜在联系，以了解是否存在防止损伤和改善长期神经元健康的途径。”

由于神经元样细胞的结果反映了啮齿动物脑片和神经元中的结果，因此本研究强调了这些细胞作为研究神经元以及病毒如何影响它们的新模型系统的实用性。