在一项最新发表于《大脑》(Brain)杂志的研究中,弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute,简称克里克研究所)和伦敦大学学院(UCL)的研究人员发现,在散发性运动神经元病(MND)早期,神经系统中的支持细胞有助于保护运动神经元。
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研究发现,在MND中,当TDP-43蛋白质在运动神经元的错误位置折叠和积聚时,大脑和脊髓中的运动神经元就会病变并死亡。相反,当这种情况发生在支持运动神经元的细胞即星形胶质细胞中时,这些细胞却会表现出相对的抵抗力并存活下来。
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当这两种类型的细胞紧密接近时,更具抵抗力的星形胶质细胞能够保护运动神经元免受错误折叠蛋白的伤害。这种拯救机制有助于运动神经元生存得更久。
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该研究第一作者、克里克研究所人类干细胞和神经变性退化实验室前博士后Phillip Smethurst解释说:“MND中,星形胶质细胞在处理运动神经元内毒性形式TDP-43的过程中所起的作用没有得到很好的确认。令人兴奋的是,我们现在发现它们可能在该病的早期阶段发挥重要的保护作用。这具有巨大的治疗潜力——找到利用星形胶质细胞保护特性的方法可能为新疗法铺平道路。我们可以尝试延长星形胶质细胞的救援功能,或者设法在运动神经元中模仿它们的行为,以便运动神经元能够保护自身不受毒性蛋白质的伤害。”
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这项研究还为研究MND建立了新的模型。由于使用了衍生自皮肤细胞的健康人体干细胞和MND患者捐献的脊髓组织样本,这种新方法能够更密切地模拟患者的疾病情况。
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图:一个表现出典型MND病理的人类干细胞衍生的运动神经元,黄色代表细胞质中异常的TDP-43蛋白聚集,红色代表细胞核中TDP-43的丢失。 % {+ \# q: a0 M
该研究共同高级作者、伦敦大学学院国家皇后广场神经病学医院神经科学家兼顾问神经病学家顾问Katie Sidle解释说:“多亏了MND患者的无私捐赠,我们才得以研究与人体内状况非常相似的运动神经元和星形胶质细胞之间的相互作用。这些人体细胞模型是进一步研究MND并寻找有效疗法的有力工具。” ' G4 q! W% T/ M4 F# y
该研究共同高级作者、克里克研究所人类干细胞和神经变性退化实验室组长Rickie Patani说:“通过将尸检样本中的毒性TDP-43蛋白质 ‘转移’ 到健康人类干细胞衍生的运动神经元和星形胶质细胞并研究它们的反应,我们首次能够创建出一种散发性MND模型。该研究的深刻见解证明了创造性合作和跨学科性的力量。经过临床医生、病理学家、干细胞生物学家、蛋白质生化学家和其他专家多年的共同努力,我们对MND的认识不断增进,该研究的成果才成为可能。这些进展将帮助我们找到有效疗法。”
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