干细胞科学家开发更有效的方法来创建运动神经元
通常被称为最后的生物学的前沿,神经系统是一个复杂的网络由大脑、脊髓和神经在体内运行。今日发布的科学家由贝内特Novitch博士在伊莱& Edythe广泛的加州大学洛杉矶分校的再生医学和干细胞研究中心,新的研究使用胚胎干细胞的研究提高这错综复杂的系统。这些发现是至关重要的理解和治疗毁灭性的疾病,如肌萎缩性脊髓侧索硬化症(通常被称为肌萎缩性侧索硬化症或卢伽雷氏症)、脊髓性肌肉萎缩症,造成运动神经元的损失或变性——控制肌肉运动的神经。
的研究提供了一种更为有效的方式来研究运动神经元疾病的功能通过干细胞的力量,被《华尔街日报》今天在线发表自然通讯。
随意肌运动像呼吸、说、步行和精细运动技能是由几种不同亚型的控制运动神经元。原始的脊髓,运动神经元传递信号大脑全身的肌肉。运动神经元的损失函数导致一些神经系统疾病的治疗一直是阻碍无法产生足够的不同种类的运动神经元精确模型和潜在治疗神经退行性疾病,以及脊髓损伤。具体来说,努力生产出“limb-innervating”运动神经元在实验室也只有约3%的效果。这种特殊的运动神经元亚型供应紧张的胳膊和腿,影响最为严重的是运动神经元疾病,如肌萎缩性侧索硬化症。
Novitch,加州大学洛杉矶分校神经生物学副教授和广泛的干细胞研究中心的成员,研究驱动肌肉运动的发展机制,以便更好地理解运动神经元疾病和发现新的治疗方法。Novitch,通过研究该研究的第一作者卡特里娜·亚当斯和他们的团队试图产生一个更好的方法来扩大运动神经元亚型的范围可以从干细胞,创建关注中枢四肢的亚型。研究结果令人印象深刻;增加产量的新方法的研究发现,stem-cell-derived limb-innervating运动神经元从之前的3%提高到20%,增加了五倍以上。
“运动神经元疾病是复杂的,没有治愈;目前我们只能提供有限的治疗,帮助患者症状,”Novitch说,这项研究的资深作者。“从我们的研究结果提供了一个有效的方法来生成特定的运动神经元的数量由胚胎干细胞提高我们对运动神经元发育和疾病的理解。”
胚胎干细胞是多能的这意味着它们有能力变成其他细胞在体内。他们的过程转化为体内其他细胞分化。人类胚胎干细胞生产从储存冷冻胚胎捐赠的个人或情侣已经完成了体外受精。
使用鼠标和人类胚胎干细胞,Novitch和他的团队直接形成limb-innervating运动神经元使用转录编程的方法。这种方法添加一个转录因子,它是一种蛋白质,这种蛋白质在细胞核调节基因的功能。像一个指挥家指导一个管弦乐队,转录因子的基因在细胞关闭和表达自己大声一点或者更安静一些。
Novitch的先前的研究发现,一个叫Foxp1转录因子是至关重要的正常形成limb-innervating健康脊髓运动神经元。然而,大多数运动神经元干细胞缺乏Foxp1,导致增加的假设Foxp1可能传达limb-innervating属性。Novitch和他的团队测试了这个理论,首先区分胚胎干细胞到运动神经元,然后添加Foxp1。当移植到开发鸡脊髓、神经学研究的广泛使用的模型,运动神经元与Foxp1修改成功了的四肢。这个结果,通常不会看到大多数未经stem-cell-derived运动神经元,说明Foxp1转录因子编程方法的有效性。
科学家现在可以使用这种方法进行更健壮的运动神经元研究加强这些细胞如何工作的理解和恶化时发生了什么。Novitch下一步的研究包括使用修改后的运动神经元更好地理解它们是如何支配四肢肌肉而不是其他的能力,使用相似的转录编程方法来创建其他类型的运动神经元和检查是否创建的运动神经元可能有效的治疗脊髓损伤和神经退行性疾病。
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