干细胞研究为治疗帕金森氏症提供了新的切入点
经过7年的研究,一个国际科学家团队已经阐明了某些遗传形式的帕金森病的原因,并确定了潜在的药物治疗方法。由卢森堡大学系统生物医学中心(LCSB)的Rejko教授Krüger领导的跨学科研究团队在实验室中对基于患者的细胞培养进行了实验。他们发现的活性物质的新组合在用于治疗患者之前必须进行临床试验。研究小组今天在著名的科学杂志上发表了研究结果科学转化医学.
缺乏蛋白质DJ-1会让你生病
一种叫做DJ-1的蛋白质在维持神经细胞功能方面起着至关重要的作用。如果身体不能产生足够数量的DJ-1,重要的神经细胞就会死亡。其结果是神经退行性疾病的发作,如帕金森氏症。如果基因蓝图或它们编码的生产过程有缺陷,像DJ-1这样的重要蛋白质的生产可能会被中断或永久停止。
现在,Rejko Krüger教授在卢森堡的研究团队首次成功地确定了生产过程中被称为“剪接”的错误在某种形式的帕金森病发展中的重要性。Krüger解释说:“在患者中,蛋白质DJ-1组装的基本工具无法正确对接。”“在科学术语中,我们称之为外显子跳跃。由于这种缺陷,蛋白质根本无法合成。”该研究结果为药物治疗蛋白质合成障碍提供了一个全新的切入点。“这一见解从根本上改变了我们对疾病原因的看法,并为治疗提供了全新的可能性,”LCSB科学家、该科学论文的第一作者Ibrahim Boussaad博士说。Boussaad强调说:“多亏了患者的皮肤细胞,我们才能获得这种新的认识。”
细胞捐献使研究取得进展
卢森堡帕金森研究,于2015年启动www.parkinson.lu),包括一组800名帕金森患者和800名健康对照受试者。得益于捐献的皮肤细胞,卢森堡的研究人员能够在体外对这些细胞进行重新编程,使其生长为神经细胞。这些神经细胞与供者大脑受影响区域的神经元非常相似,可用于实验室的分析和测试。由于健康和伦理原因,不可能直接从患者的大脑中提取神经元,因此重新编程是在体外检测患者神经元临床特征的唯一方法。在科学术语中,这被称为基于患者的体外模型,是个性化医疗的重要一步。使用这种方法,Krüger教授的团队能够解释PARK7基因突变的帕金森病遗传形式的原因。Thomas Gasser教授是Tübingen大学医院的医学主任,也是这篇论文的合著者,他补充说:“我们很自豪能够将我们在患者细胞重编程方面的专业知识贡献给我们在卢森堡的同事的干细胞工作。”来自德国、意大利和美国的机构在该研究项目中进行了合作。
卢森堡的跨学科性是这一成功的关键
LCSB开发的精确生物信息学算法使研究团队能够立即自动搜索用于药物治疗的潜在活性物质。这在活性化合物苯基丁酸和RECTAS(异常剪接整流)的形式产生了冲击。这两种活性物质联合使用可使细胞在试管中有效地重新激活重要蛋白质DJ-1的产生。“只有结合众多学科——从医疗实践到实验室研究,再到计算机科学——我们才能了解原因,同时确定潜在治疗的活性物质,”Rejko教授Krüger解释道。他补充说:“这种‘卢森堡制造’的科学进步是可能的,因为所有必要的学科在卢森堡已经统一了几年。”
这项工作代表了卢森堡国家研究基金(FNR) PEARL计划迄今为止的最高点,Krüger教授及其团队的研究通过该基金得到资助。科学家团队特别向参与卢森堡帕金森研究的人们表示感谢,他们首先使这项研究成为可能。
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