改变杭丁顿氏症患者的皮肤细胞转变为脑细胞揭示了疾病
圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们已经改变了亨廷顿氏舞蹈症患者的皮肤细胞类型的脑细胞受到疾病的影响。产生的大量神经元作为新的工具来研究最终致命的神经退行性条件,根据研究人员。
这项研究发表在2月5日自然神经科学表明,病人的神经细胞从病人的直接转换皮肤细胞多的“症状”的障碍,包括DNA损伤,线粒体功能失调和细胞死亡。纠正故障基因在这些重组阻止神经元细胞死亡是亨廷顿氏舞蹈症的特点,这是一种遗传疾病,会导致认知能力下降和不自觉的肌肉运动。症状通常出现在患者年龄在30到50时随着时间的推移,不断恶化。患者的平均寿命约20年后症状开始。
“这是一个功能强大的工具的原因调查特定脑细胞随着时间的推移与疾病有关的突变会生病,最终死去,”资深作者Andrew s .柳说,博士,发育生物学助理教授。“从理论上讲,我们可以通过改变疾病的发展模式皮肤细胞来自患者的年龄范围,包括症状开始之前。如果有药物或化合物可以帮助这些病人,我们可以先测试它们在这个系统。”
亨廷顿氏舞蹈症和其他遗传性大脑研究条件是具有挑战性的,因为它是很难从生活患者获得样品的神经元。寻找下一个最好的事情,科学家们发现皮肤细胞转换成大脑细胞的方法。
患者的皮肤细胞很容易收集和共享相同的遗传蓝图和致病突变是大脑细胞。研究人员,包括论文的第一作者Matheus维克多,博士,博士后研究助理,开始生成神经元会模仿成人患者中以模型的亨廷顿氏病的发病和进展。他们实现这一目标直接转换方法。
方法允许皮肤细胞绕过干细胞阶段被重组成神经元。通过干细胞阶段发育时钟重置为胚胎样细胞,清除与年龄有关的疾病的影响。但直接重新编程神经元保留他们的年龄,连同相关的问题与成人亨廷顿氏舞蹈症,根据Yoo和他的同事们。
直接重新编程,研究人员接触成人皮肤细胞混合到一个特定的信号分子的科学家们过去的研究发现将健康的皮肤细胞直接转化为一种叫做中带刺的大脑细胞的神经元,没有中间步骤。这个信号鸡尾酒将DNA,折叠说明皮肤细胞和神经元展开说明。在这种方法中,产生的重组中棘神经元保留病人的实足年龄,以及与年龄有关的疾病的症状。
虽然其他神经细胞受到影响,媒介棘神经元首当其冲的亨廷顿氏病造成的损害。导致这种疾病的遗传错误导致关键蛋白质,杭丁顿蛋白,畸形和不正常运作。结果,故障蛋白质积聚,一些组仍然未知的事件,最终杀死细胞。神经元死亡后可以直接在完成重组患者神经元,Yoo说这项新技术提供了一种研究的细节可能therapies-including药物,目前正在进行临床试验才能救中带刺的神经元死亡。
关注的细节了解该病的发展导致细胞死亡,Yoo和他的同事发现的另一个重要蛋白质。蛋白质,称为SP9,被认为是重要的在正常中带刺的神经元,但它并没有此前与亨廷顿氏病有关。研究人员发现大大减少SP9把媒介棘神经元从亨廷顿的病人。他们进行一项实验,他们给SP9病变细胞,发现病变返回这种蛋白质神经元减少细胞死亡和健康的控制细胞的水平相似。
“我们想了解驱动疾病恶化随着时间的推移,“柳说。“大多数神经退行性疾病恶化随着时间的推移,这可能的建模方法可以应用在其他条件。这种技术让我们抓住疾病的特征在不同时刻的进展。这是重要的理解发生了什么和想办法阻止它。”
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