“我們開發(fā)了唐氏綜合征的人類細(xì)胞模型,有助于進(jìn)行疾病研究和新藥篩選,”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的副教授WenbinDeng說。“這一模型比傳統(tǒng)動物模型更具優(yōu)勢,因為它源自于患者自身的細(xì)胞。”
據(jù)統(tǒng)計,在美國每691名新生兒中就用一名患有唐氏綜合征,這種疾病的患者具有兩個拷貝的21號染色體。人們一般用小鼠模型來研究唐氏綜合征,但Deng認(rèn)為動物模型并不夠理想,因為人類大腦要復(fù)雜得多。這種復(fù)雜性大多來自于星形膠質(zhì)細(xì)胞,這些支持細(xì)胞對于大腦的結(jié)構(gòu)和神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)都很重要。
“我們的思維能力來自于神經(jīng)元,但星形膠質(zhì)細(xì)胞的支持作用也極其關(guān)鍵,”Deng說。“人們逐漸意識到,星形膠質(zhì)細(xì)胞是大腦神經(jīng)功能障礙的一個關(guān)鍵因素,而這是首次在唐氏綜合征中展現(xiàn)它的作用。”
唐氏綜合征的新模型
研究人員將唐氏綜合征患者的皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)?a name='InnerLinkKeyWord' href='//www.hbyuguan.com/xwpd/928595.html' target='_blank'>干細(xì)胞(iPSC),這些細(xì)胞與患者的遺傳組成相同,而且能夠分化成為不同的細(xì)胞類型。他們將這些細(xì)胞分別誘導(dǎo)成為星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元,以便系統(tǒng)性分析星形膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)的因子,研究它們對神經(jīng)元發(fā)育的影響。
研究顯示,在源自唐氏綜合征患者的星形膠質(zhì)細(xì)胞中,蛋白S100B的表達(dá)顯著提升。星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的S100B會使這些細(xì)胞有害活化(astrogliosis),對神經(jīng)元產(chǎn)生負(fù)面影響。
研究人員將iPS生成的這些星形膠質(zhì)細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi),結(jié)果小鼠出現(xiàn)了唐氏綜合征的病理學(xué)特征,但移植源自患者的神經(jīng)元不會產(chǎn)生這樣的效果。
抗生素的神經(jīng)保護(hù)作用
研究團(tuán)隊用上述新模型進(jìn)行了藥物篩選,他們發(fā)現(xiàn)抗生素minocycline能夠校正星形膠質(zhì)細(xì)胞的許多異常,使這些細(xì)胞與神經(jīng)元產(chǎn)生更多的健康互作。Minocycline是一種四環(huán)素類的抗生素,具有抗炎癥能力,一般被用于治療細(xì)菌感染、痤瘡和關(guān)節(jié)炎。
“iPS已經(jīng)為人們構(gòu)建了不少神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)退行性疾病的新模型,這些模型更適合進(jìn)行病理學(xué)研究和藥物篩選,”文章的一位共同作者,DavidPleasure教授說。“這項研究利用iPS技術(shù),首次發(fā)現(xiàn)了星形膠質(zhì)細(xì)胞在唐氏綜合征中的關(guān)鍵作用,并在此基礎(chǔ)上鑒定了有效的藥物作用途徑。”
近年來,越來越多的證據(jù)表明minocycline具有保護(hù)神經(jīng)的作用,引起了研究者們的廣泛興趣。這種藥物能夠從血液進(jìn)入大腦,并作用于星形膠質(zhì)細(xì)胞。不過研究人員也強(qiáng)調(diào),minocycline的安全性和有效性還有待于臨床試驗來證明。
(實習(xí)編輯:羅冉)