摘要
突触稳态的改变与脑部疾病中的认知和行为障碍相关。然而，儿童痴呆症中的突触功能障碍尚不明确。本研究通过使用来自Mucopolysaccharidosis Type IIIA（MPS IIIA）捐赠者（一种常见的儿童期痴呆症，也称为Sanfilippo综合征）的诱导多能干细胞（iPSCs）生成人类皮质神经元网络。培养中的MPS IIIA患者神经元的动作电位放电能力和形态学特征与神经典型捐赠者来源的神经元相似。然而，长期神经元成熟揭示了兴奋/抑制失衡现象，这是由过度活跃的兴奋性突触、网络动态紊乱以及与突触稳态相关的基因表达失调所导致的。本研究验证了体外人类神经模型在检测儿童痴呆症神经生理表型方面的有效性，并支持针对突触功能障碍的药物发现策略，以改善MPS IIIA和相关脑部疾病中的认知功能。
引言
突触电路是大脑信息处理、学习和记忆的关键要素。神经型脑回路的形成需要神经突触兴奋性与抑制性（E/I）的精细调节。如果这种调节受损，E/I平衡的破坏可能导致严重的脑部疾病。特别地，突触通讯的改变已被证明在神经退行性变、疾病进展和认知衰退中发挥关键作用。尽管已有证据表明突触功能障碍与多种脑部疾病有关，但少数研究探索了E/I突触失衡如何导致儿童神经退行性疾病。研究儿童痴呆症中调节突触兴奋性和抑制性的机制，可以为了解潜在的细胞和分子致病过程提供机制性见解，并为未来症状性治疗和疾病修饰治疗提供信息。
诱导多能干细胞（iPSC）模型已成为研究患者神经元中突触功能的有前景的替代方法。它们能够长期培养功能性神经元，形成反映发育中大脑的神经突触网络，并可能揭示早于神经退行性变的早期变化。虽然这些模型在研究常见成人神经退行性疾病机制方面已显示出潜力，但儿童痴呆症的iPSC衍生模型仍不发达。然而，与成人神经退行性疾病不同（通常由多基因和环境因素的复杂相互作用导致，在体外建模中难以复制），儿童痴呆症在很大程度上是单基因疾病，具有高度外显率的突变，早期在脑发育过程中就表现出来。因此，儿童痴呆症非常适合加速体外患者衍生模型的开发。
儿童痴呆症通常表现出共同的潜在病理生理学特征，包括进行性神经退行、星形胶质细胞增生和失调的基因通路，并反映了成人痴呆症中发现的许多相似机制。使用体外iPSC衍生神经元模型模拟儿童痴呆症，可以进行稳健的电生理学分析，揭示神经元结构和功能的早期改变。
本研究聚焦于最常见的儿童痴呆症形式之一——Sanfilippo综合征Type A（也称为Mucopolysaccharidosis type IIIA；MPS IIIA），其特征是快速神经退行，症状包括显著的神经行为失调、运动能力退化和癫痫发作，通常在青少年早期死亡。针对30个月以下儿童的酶和基因替代治疗的临床试验产生了有希望的结果，但这依赖于早期诊断，而在缺乏普遍新生儿筛查计划的情况下，这已成为限制因素。此外，基因和酶疗法（如果获批）将价格昂贵，地理可用性有限，并非所有患者都能获得（例如，对于特定病毒载体已有预存抗体的患者）。因此，仍需要额外的治疗策略。因此，识别能够缓解认知症状、减缓疾病进展并改善生活质量的靶向通路，且不考虑时机，仍然是一个关键的未满足需求。本研究生成了来自MPS IIIA患者的iPSC衍生神经元培养物，用于模拟个体神经元和神经网络在神经发育过程中的电生理特性。分析显示，与神经典型神经元相比，MPS IIIA表现出进行性的突触E/I失衡，这导致网络过度兴奋，并伴有与突触结构和功能相关的谷氨酸能突触后基因表达失调。这些发现定义了一种稳健、临床相关且可药物干预的MPS IIIA电生理特征，这可能有助于受影响儿童的神经退行和认知衰退。
结果
生成功能性皮质神经元培养物
为研究儿童痴呆症中的突触功能，我们从患者iPSC生成了成熟的皮质神经元培养物。iPSCs是从5名MPS IIIA患者和5名年龄匹配的神经典型供体的皮肤成纤维细胞中重编程得到的。成纤维细胞随后使用Yamanaka因子的附着型非整合Sendai病毒载体重编程为iPSCs，再经历皮质模式化、神经分化和长达120天的神经元成熟，以生成功能性皮质神经元和星形胶质细胞。这一过程通过检查每个发育细胞阶段的相关基因来确认，展示了从成纤维细胞到皮质神经元的细胞身份转变。该方案基于我们团队先前的优化，以增加神经元成熟培养基（BrainPhys）中的成熟时间，改善电生理和突触成熟度。120天培养物的单核RNA测序显示了胶质细胞、兴奋性和抑制性神经元群，表明存在生理相关的神经培养物。这些细胞类型根据四个已发表的基因集进行分类，并基于这些集合中的多数匹配进行指定。
为提高可重复性并增加可扩展性，我们在所有检测中使用了"游乐场"神经培养物，这是从成人患者系中通常称为"村庄"（village）的模型改进而来的（仅在14天成熟后混合不同的供体克隆，此时大部分神经祖细胞已经转变为有丝分裂后细胞）。这种方法限制了增殖能力更强的克隆主导培养物的风险。最重要的是，这也使我们能够建立一个适合劳动密集型电生理药物筛选的稳健可扩展模型。
MPS IIIA患者来源的iPSCs和NPCs与神经典型捐赠者相比显示无表型质量差异
我们首先评估了iPSCs和NPCs的质量和干性，以确保神经典型和MPS IIIA系具有相似的高标准。染色体核型分析显示所用iPSCs无染色体异常，具有向三个胚层分化的多能性潜力。MPS IIIA iPSCs与神经典型捐赠者相比，在OCT4、SOX2或KLF4等多能性标记蛋白表达方面无差异，两组平均约80%的细胞对所有标记呈三重阳性。iPSCs显示SSEA-4和TRA-1-60干细胞表面标记物的双重阳性表达超过90%的细胞，神经典型和MPS IIIA组之间在表达SSEA-4和TRA-1-60的细胞百分比方面无显著差异。形态学分析显示两组都表现出典型iPSCs的特征：小而圆的形状，细胞核较大，细胞质较少。生长速率也无显著差异。
皮质模式化的每个患者的神经祖细胞也接受了质量和发展相关基因表达的检查。蛋白质分析显示，在神经典型和MPS IIIA NPCs中，神经祖细胞标记Nestin和SOX2在85%以上的细胞中表达，两组之间无总体差异。为确定这些NPCs是否模式化为皮质身份，我们评估了皮质标记FOXG1的表达。FOXG1、Nestin和SOX2的表达在神经典型和MPS IIIA组之间无显著差异，这些标记在MPS IIIA和神经典型捐赠者中分别有76%和71%的细胞中共表达。神经元形态学分析显示两组在细胞面积或神经突长度方面无变化，且细胞复杂性相似，两组平均每个细胞有1-2个末端。先前一项研究显示iPSC衍生的MPS IIIA NPCs生长率降低，这被假设是由于sulfamidase（硫酸氨基葡萄糖苷酶）缺失所致，因此我们评估了我们的NPC队列的生长率。尽管某些MPS IIIA NPC系显示出更高的群体倍增率，但总体NPC生长率在各组间无显著差异。总之，用于本研究的iPSCs和NPCs质量无差异，两组均表现出高质量iPSCs和NPCs的特征，每条系均通过质量控制。
MPS IIIA和神经典型捐赠者神经元的形态学特征在神经发育过程中相似
神经突（轴突和树突）特性的改变有助于神经发育障碍中的突触功能障碍。先前的研究对MPS III中神经突形态显示了相互矛盾的结果，一项显示在MPS IIIB小鼠皮质神经元培养中神经突长度增加，而另一项显示在MPS IIIC小鼠皮质神经元培养和体内神经突长度减少。值得注意的是，只有Para及其同事在MPS IIIC小鼠模型中研究了突触通讯，报道了神经突长度减少伴随兴奋性突触传递降低。尽管有这些来自MPS IIIB-C小鼠模型的见解，人类MPS III中神经突复杂性及其对突触通讯的影响尚不清楚，且在MPS IIIA中尚未研究。
我们对846个通过膜片钳填充了罗丹明染料的神经元进行成像，以可视化其过程。然后重建了它们的形态并分析了各种细胞体和神经突特征。神经元首先基于先前的基准研究，被分为不同形态类型（多极、双极、梭形或锥形）。结果显示，MPS IIIA和神经典型培养物能够生成各种形态类型的神经元，两组中多极/锥形神经元和双极/梭形神经元的比例相似。这些形态类型的Sholl分析显示，MPS IIIA神经元在神经发育过程中产生的神经突与神经典型神经元一样复杂。
我们还检查了神经元的电容，这与其细胞内的体积和膜如何响应电流变化相关。虽然MPS IIIA神经元在30-60天时电容显著降低，但长期成熟显示神经典型和MPS IIIA神经元的电容值相当，表明它们在大小和对电流变化的响应能力方面相似。这进一步由它们在细胞体表面积上的相似性支持。形态学特性的额外分析表明，神经典型和MPS IIIA神经元在神经发育过程中具有相似的形态特征。当使用主成分分析降低维度时，MPS IIIA和神经典型神经元聚集在一起。总体而言，这些结果表明MPS IIIA不会影响这些神经元在体外生长复杂神经突分支的能力。
MPS IIIA神经元具有与神经典型神经元相似的动作电位发放能力和动力学
动作电位在神经传递中起关键作用，其到达突触前轴突末梢触发神经递质释放，启动、调节或阻止突触后神经元的生物反应。神经元放电异常可能改变兴奋性和神经传递，已在其他神经发育障碍中被描述。然而，MPS IIIA中的动作电位发放及其对神经传递的潜在下游影响尚不清楚。
使用全细胞膜片钳技术，我们逐渐去极化神经元并在电流钳模式下记录诱发的动作电位。细胞首先根据其在超过-10 mV阈值的阈上最大放电频率，使用先前描述的方法分为动作电位类型。在这五种动作电位类型中，1型被认为是功能成熟度最低的，5型是最功能成熟的。在体外神经发育过程中，神经典型和MPS IIIA培养物表现出这些动作电位类型的相似比例。它们在60-120天时间点时5型神经元的比例增加相似，表明该时期的进一步功能成熟。
当检查其放电能力时，MPS IIIA和神经典型神经元需要类似量的注入电流才能引发等效的动作电位发放响应。MPS IIIA神经元引发的动作电位动力学与神经典型神经元相比无显著差异，其振幅和阈下电压在各条件下一致，仅在上升/下降比率和持续时间方面有微小差异。这在相位图中很明显，相位图代表所有补片细胞的单个动作电位的平均动力学。
为进一步验证，我们研究了动作电位生成的机制：电压门控钠通道（Nav）和钾通道（Kv）的激活和失活，这些通道使神经元膜去极化和超极化。由于MPS IIIA神经元的动作电位发放、动力学和静息膜电位未受影响，我们预期这些通道的功能也将保持不变。确实，MPS IIIA神经元中的电压门控钠通道行为与其神经典型对应物非常相似，激活和失活膜电压在成熟过程中相似。进一步支持这一点的是，我们看到长期神经发育过程中最大钠峰无变化，以及引发这些峰的膜去极化电位无差异。我们还在神经发育过程中看到电压门控钾通道的激活或失活无变化。
总之，MPS IIIA似乎不会影响成功产生动作电位所需的电压门控钠和钾通道的固有功能。综上所述，我们的发现表明MPS IIIA病理学不会直接影响神经元的放电能力或膜电位特性，因此不太可能是神经通信和认知受损的基础。
MPS IIIA神经元显示增加的PSD95/Gephyrin突触比率
MPS IIIA患者表现出一系列进行性神经系统症状，包括认知障碍、运动能力退化、多动和睡眠障碍。尽管关于MPS IIIA认知障碍潜在机制的确切证据仍不确定，但来自其他神经发育障碍的研究表明，兴奋和抑制性突触通讯的改变可能起关键作用。因此，我们研究了突触在MPS IIIA中是否受到影响。
首先，我们检查了MPS IIIA iPSC衍生神经元是否在兴奋性和抑制性突触密度方面存在差异。MPS IIIA游乐场培养物用神经元胞体和树突（MAP2）、突触前末梢（Synapsin-1）、谷氨酸能突触后位点（突触后密度蛋白95；PSD95）和GABA能突触后位点（突触后蛋白Gephyrin）的标记物进行染色。PSD95是一种支架蛋白，有助于组织和稳定突触信号传导，通常位于兴奋性突触内。Gephyrin是抑制性突触中的主要支架蛋白，将甘氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）A型受体锚定到突触后位点。
我们发现，与神经典型捐赠者相比，从30天成熟开始，MPS IIIA iPSC衍生神经元培养物中的兴奋性突触（PSD95+SYN+）密度在神经元胞体和树突上显著增加。类似地，当与神经典型捐赠者相比时，MPS IIIA培养物中兴奋性突触占总突触（SYN puncta）的比例在成熟过程中略有但显著增加。相比之下，虽然神经典型和MPS IIIA培养物在90天成熟过程中兴奋性突触密度逐渐增加，但兴奋性突触密度增加在神经典型培养物中始终更快，导致MPS IIIA在90天时抑制性突触显著较少。
总体而言，PSD95和Gephyrin puncta的波动方向相反，表明MPS IIIA病理学对兴奋性和抑制性突触有解耦的影响，并提示兴奋性与抑制性突触后末端比例的改变。这些结构变化可能有助于突触兴奋/抑制平衡紊乱。
轻度细胞应激加剧MPS IIIA神经元中兴奋性PSD95突触比例升高
慢性应激已被证明通过加速衰老、认知衰退和疾病进展，在神经退行性疾病中起关键作用。先前的研究强调了神经退行性疾病模型对细胞应激物的易感性增加，进一步加剧了疾病表型。为了确定细胞应激对MPS IIIA突触的影响，我们暂时从细胞培养基中移除了营养因子和抗氧化剂。这种轻度细胞应激条件对神经典型捐赠者无影响。然而，相同的细胞应激加剧了MPS IIIA游乐场培养物中兴奋性突触密度和比例的增加。
总之，与神经典型神经元在正常组织培养条件下的比较，MPS IIIA树突中PSD95突触puncta的增加相对较小（<15%）。然而，轻度外部细胞应激，虽然对神经典型突触无害，但进一步将MPS IIIA中PSD95+突触的过度增加超过40%，强化了这种突触表型的疾病相关性。
MPS IIIA神经元的长期成熟揭示了突触兴奋与抑制之间的失衡
为进一步研究MPS IIIA神经元中E/I平衡是否被破坏的假设，我们使用全细胞膜片钳技术研究了MPS IIIA和神经典型神经元培养物中的突触通讯。我们记录了单个神经元上的自发性和微小兴奋性和抑制性突触后电流。
在成熟过程中，MPS IIIA和神经典型培养物中接收自发放电的兴奋性谷氨酸能突触输入的神经元比例相似。然而，MPS IIIA神经元中AMPA介导的自发放电突触事件的频率是神经典型神经元的两倍。这些神经元引发的事件振幅在后期时间点也显著大于神经典型对应物。相比之下，MPS IIIA神经元中的GABA介导的自发放电突触活动未受影响，这些事件的频率、振幅或分布均无显著差异。因此，MPS IIIA神经元在兴奋性与抑制性突触之间的平衡显著偏向于更多的兴奋性，破坏了这些培养物中的生理稳态E/I平衡。
当我们在河豚毒素（TTX）存在的情况下重复这些实验时，TTX是一种阻断动作电位的电压门控钠通道拮抗剂，我们观察到相似的突触兴奋和抑制变化。具体而言，MPS IIIA中微小AMPA介导的事件频率显示增加，尽管在累积分布分析中才变得显著。相比之下，MPS IIIA中微小GABA介导的事件频率显示减少趋势。我们未发现微小AMPA和GABA事件振幅的显著变化，表明负责单神经递质囊泡随机突触后释放的机制在MPS IIIA中仍然功能正常。
MPS IIIA中AMPA与GABA介导的微小突触事件频率变化的相反极性，没有振幅变化，导致了E/I失衡，这在通过累积分布评估时具有统计学意义。总体而言，无论TTX是否存在，这些结果表明MPS IIIA神经元存在突触稳态改变和兴奋性突触传递过度活跃。
MPS IIIA患者衍生培养物揭示了神经元过度活跃的电路
儿童行为和认知缺陷最终是由神经网络水平上的神经活动变化引起的。因此，我们接下来研究了E/I突触失衡（由全细胞膜片钳和成像揭示）如何影响神经网络功能。多电极阵列（MEA）比膜片钳更具可扩展的电生理检测方法，可以通过同时记录多个神经元提供神经网络动态的补充见解。因此，我们使用MEA比较了MPS IIIA神经网络活动与体外神经典型组织（图6A）。
在汇总分析了10个神经典型克隆和11个MPS IIIA克隆的138个培养井的5148个电极记录后，我们发现神经典型和MPS IIIA单个神经元的动作电位发放率和爆发频率相似。这进一步证实了单个MPS IIIA神经元产生动作电位的固有能力与神经典型一致。此外，锋电位排序同步指数（衡量神经元在短时间内精确同步放电的指标）在各条件下也相似。
然而，在网络层面，MPS IIIA培养物与神经典型培养物相比表现出过度活跃。这通过活动神经元和爆发神经元的数量显著增加以及同步网络事件数量增加两倍得到支持。总体而言，这些结果表明，在个体MPS IIIA患者衍生神经元中观察到的神经元E/I失衡可能导致大规模电路功能障碍和神经网络水平的过度活跃。这种神经元过度活跃可能构成了MPS IIIA患者中观察到的认知障碍的病理生理机制。
MPS IIIA神经元揭示了与突触稳态相关的失调基因表达
先前研究表明，与突触结构和功能相关的基因与神经系统疾病中的E/I失衡有关。为探索可能在培养物中导致过度活跃和E/I失衡的分子机制，我们在体外培养120天时进行了单核RNA测序，重点研究通过典型标记物鉴定的兴奋性和抑制性神经元。
我们发现MPS IIIA兴奋性神经元中有1,251个显著差异表达基因（DEGs），抑制性神经元中有880个DEGs。上调DEGs在两种神经元类型中均被发现（兴奋性神经元882个DEGs，抑制性神经元867个DEGs）。相比之下，大多数下调DEGs见于兴奋性神经元（369个DEGs），抑制性神经元中较少（13个DEGs）。比较分析还显示，464个DEGs在两种神经元类型中共同上调，12个DEGs共同下调。
例如，几个基因，如SATB2和NEUROD6，已被证明与突触可塑性和神经发育障碍相关。基因本体分析显示，这些上调的DEGs大多参与信号通路、细胞代谢、离子和运输、以及细胞分化和发育。我们随后专门研究了MPS IIIA兴奋性和抑制性神经元中与突触基因的表达，以确定可能的基础机制。将MPS IIIA兴奋性或抑制性神经元中显著上调或下调的基因映射到SynGO 20231201突触基因列表显示，与兴奋性和抑制性突触结构、调节和功能相关的基因在MPS IIIA兴奋性和抑制性神经元中显著富集，表明它们的失调表达可能构成了我们观察到的表型。更具体地，谷氨酸能突触后基因NLGN1、SHANK2、DISC1和CDKL5在MPS IIIA兴奋性和抑制性神经元中要么显著上调，要么趋向显著上调。这些基因通过文献检索确定，它们在神经系统疾病中参与E/I失衡，每个基因在组织、稳定和维持谷氨酸能信号传导中都发挥作用。与我们的电生理表型一致，我们没有看到MPS IIIA神经元中关键GABA能突触后基因的失调表达。
这些发现表明，我们的突触失衡表型与谷氨酸能突触结构、维持和功能相关基因表达失调相关，而非GABA能突触基因表达的改变。
讨论
兴奋性和抑制性突触驱动的平衡在神经典型大脑中受到严密调控，对神经发育过程中的可塑性和长期记忆至关重要。E/I失衡与多种神经退行性和神经发育障碍中的认知和行为症状相关。尽管与成人神经退行性疾病有临床重叠，突触失衡尚未在儿童痴呆症中得到系统研究。利用来自MPS IIIA患者的iPSC衍生皮质神经元，我们识别了过度活跃的兴奋性突触，它们升高了网络兴奋性并破坏了E/I平衡。我们的转录组分析将基因程序与神经系统疾病中的突触失衡联系起来，为电生理表型提供了分子基础。总体而言，这些发现强调了突触功能障碍在MPS IIIA病理生理学中的关键作用，并为治疗干预开辟了新途径。
突触谷氨酸能过度驱动、兴奋毒性与对细胞应激的易感性
在MPS IIIA患者神经元中，兴奋性突触后密度（PSD95）puncta增加和AMPA介导的事件频率升高一致，表明过度的谷氨酸能传递。持续的谷氨酸能活动驱动钙依赖性级联，可能引发兴奋毒性损伤，这是神经退行性疾病中广泛涉及的机制。然而，需要注意的是，反应性星形胶质细胞是兴奋毒性的关键驱动因素，而本研究未探讨这一点。它们的反应性状态破坏了突触间隙中调节谷氨酸的机制，允许过量神经递质过度刺激突触后受体并扩散到附近突触。因此，未来研究应探索突触过度活跃、兴奋毒性、反应性星形胶质细胞和神经退行性之间的关系，以深化对MPS IIIA发病机制的理解。
MPS IIIA患者衍生模型中观察到的兴奋性突触电路与临床表现一致：早期神经认知变化与明显的多动和自闭症或ADHD样行为同时发生，随后是严重的认知衰退、丧失行动能力及脑萎缩。这些神经表型在细胞应激下恶化，这与临床观察一致，即生理应激因素会加速疾病进展。因果关系尚待确定，但突触过度活跃与神经元丢失之间的关联表明一种模型，其中早期突触功能障碍放大了神经元易感性，导致认知障碍。
与兴奋性突触过度驱动相关的分子机制
差异表达分析显示，MPS IIIA兴奋性和抑制性神经元中，组织谷氨酸能突触的基因（如NLGN1、CDKL5、DISC1和SHANK2）上调。在抑制性神经元中，谷氨酸能突触后基因的上调是补偿性还是适应不良，仍有待检验。从机制上讲，由NLGN1编码的neuroligin-1协调突触前对齐和突触后支架的招募。其在小鼠中的过度表达会增加树突棘密度，提高E/I比值，并损害记忆，与我们观察到的兴奋性突触密度增加和过度兴奋一致。CDKL5稳定PSD95-NLGN1复合物并调节树突棘成熟，其与PSD95 puncta增加一起上调为加强谷氨酸能突触提供了合理途径。DISC1定位于兴奋性突触后区域，其失调影响突触数量和cAMP偶联信号。SHANK2作为AMPA/NMDA受体复合物的支架，虽然与ASD相关的SHANK2丢失通常会减少兴奋性传递，但SHANK2上调可能增强突触后稳定和受体偶联。总的来说，这些变化汇聚在增强突触结构和功能的通路上，为MPS IIIA中的E/I失衡提供了分子解释。
与先前动物和死后模型的一致性和差异
我们的发现与儿童痴呆症（如Niemann-Pick III型）中突触过度活跃的报告一致，并与MPS IIIA小鼠模型中PSD95增加的组织学证据相符。相反，在死后MPS IIIA/IIIC大脑中报道了PSD95减少。这可能反映了神经退行性病变后的终末期疾病状态，而iPSC衍生的神经元捕捉了突触过度活跃首次出现的早期疾病阶段。谷氨酸能突触的过度活跃转化为我们MEA上的网络功能障碍，单个神经元的动作电位发放率和爆发频率相似，与我们全细胞膜片钳数据一致。这与先前的研究一致，表明兴奋性神经元主导的培养物在成熟过程中表现出更多活动和爆发神经元，但自发平均发放率无变化。一些MPS III小鼠和iPSC衍生模型已在某些脑区报道了减少的突触强度，其中物种、脑区特异性和发育时间点的差异可能解释了这些发现的不同。这些考虑强调了人类神经元系统和多模态分析在解决阶段特异性和细胞类型特异性机制方面的价值。
研究局限性
一些MPS IIIA捐赠者在120天的游乐场中表示过度，与30天队列的更平衡代表不同。这可能反映了疾病严重程度和进展的可变性：在体外长期培养中，病情最严重的患者细胞系产生神经元较少。我们通过基因分型验证了这些相关性。我们通过表征每条细胞系以确认表型在所有患者中均可重现，而不仅仅是游乐场神经元模型中单一患者的驱动，从而减轻了这种患者偏差。
我们还承认潜在的选型偏倚：全细胞膜片钳记录可能更倾向于健康外观、形态复杂的神经元，丰富了多极/锥形神经元，而较少代表双极/梭形类型。为减轻此情况，实验者在整个数据获取和分析过程中对基因型保持盲态，以最小化选型标准影响疾病表型的机会。
总体而言，这项研究提供了在人类儿童痴呆症模型中，兴奋性突触过度活跃产生可重复的E/I失衡和网络功能障碍的首项证据。这些发现确定了突触稳态和兴奋性突触过度活跃是儿童痴呆症中快速神经退行的驱动因素。本研究也展示了治疗干预的机会，这些干预可恢复突触稳态并中断神经退行性级联。最终，未来工作应：（i）定义突触过度活跃、胶质细胞反应和进行性神经元丢失之间的因果关系；（ii）确定突触过度活跃的药理学正常化是否可以预防或延缓下游神经退行；（iii）测试这种过度活跃机制在儿童痴呆症中的普遍性。这项工作建立了一个稳健且可扩展的基于iPSC的电生理表型平台，使用患者衍生神经元绘制疾病轨迹并促进未来药物筛选，从而促进针对收敛突触机制的疗法识别，目标是改善受痴呆症影响儿童的认知能力。
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