“我們開(kāi)發(fā)了唐氏綜合征的人類(lèi)細胞模型,有助于進(jìn)行疾病研究和新藥篩選,”領(lǐng)導這項研究的副教授WenbinDeng說(shuō)。“這一模型比傳統動(dòng)物模型更具優(yōu)勢,因為它源自于患者自身的細胞。”
據統計,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(gè)拷貝的21號染色體。人們一般用小鼠模型來(lái)研究唐氏綜合征,但Deng認為動(dòng)物模型并不夠理想,因為人類(lèi)大腦要復雜得多。這種復雜性大多來(lái)自于星形膠質(zhì)細胞,這些支持細胞對于大腦的結構和神經(jīng)沖動(dòng)的傳導都很重要。
“我們的思維能力來(lái)自于神經(jīng)元,但星形膠質(zhì)細胞的支持作用也極其關(guān)鍵,”Deng說(shuō)。“人們逐漸意識到,星形膠質(zhì)細胞是大腦神經(jīng)功能障礙的一個(gè)關(guān)鍵因素,而這是首次在唐氏綜合征中展現它的作用。”
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胞轉變?yōu)?a name='InnerLinkKeyWord' href='//www.qwdk666.com/xwpd/928595.html' target='_blank'>干細胞(iPSC),這些細胞與患者的遺傳組成相同,而且能夠分化成為不同的細胞類(lèi)型。他們將這些細胞分別誘導成為星形膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元,以便系統性分析星形膠質(zhì)細胞中表達的因子,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)細胞中,蛋白S100B的表達顯著(zhù)提升。星形膠質(zhì)細胞釋放的S100B會(huì )使這些細胞有害活化(astrogliosis),對神經(jīng)元產(chǎn)生負面影響。
研究人員將iPS生成的這些星形膠質(zhì)細胞移植到小鼠體內,結果小鼠出現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(huì )產(chǎn)生這樣的效果。
抗生素的神經(jīng)保護作用
研究團隊用上述新模型進(jìn)行了藥物篩選,他們發(fā)現抗生素minocycline能夠校正星形膠質(zhì)細胞的許多異常,使這些細胞與神經(jīng)元產(chǎn)生更多的健康互作。Minocycline是一種四環(huán)素類(lèi)的抗生素,具有抗炎癥能力,一般被用于治療細菌感染、痤瘡和關(guān)節炎。
“iPS已經(jīng)為人們構建了不少神經(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(shuō)。“這項研究利用iPS技術(shù),首次發(fā)現了星形膠質(zhì)細胞在唐氏綜合征中的關(guān)鍵作用,并在此基礎上鑒定了有效的藥物作用途徑。”
近年來(lái),越來(lái)越多的證據表明minocycline具有保護神經(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)細胞。不過(guò)研究人員也強調,minocycline的安全性和有效性還有待于臨床試驗來(lái)證明。
(實(shí)習編輯:羅冉)