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发布于2021年9月9日下午3点
- 在实验室培养的人类微型大脑中重现帕金森病的主要病理特征将有助于研究人员探索新的治疗方法。
- 这是首次在实验室中制造出路易体，这是帕金森患者大脑中的一个标志，为研究该疾病提供了新的视角。
模拟帕金森氏症主要病理特征的微型“培养皿中大脑”首次被制造出来。这项研究由科学、技术和研究局(A*STAR)的新加坡基因组研究所(GIS)、国家神经科学研究所(NNI)和杜克-新加坡国立大学医学院的科学家领导，发表在神经病学年鉴，为研究退行性脑疾病的进展和探索可能的新治疗方法提供了一种新方法。
帕金森病是一种常见的与年龄相关的神经退行性疾病，每1000名50岁及以上的新加坡人中就有三人患病。在世界范围内，神经系统疾病是导致残疾的主要原因，而帕金森病是增长最快的疾病。先前的研究主要依赖于小鼠，它们不能重现患者的所有主要病理特征。
“在动物模型中重建帕金森病模型是困难的，因为这些模型没有显示出产生神经递质多巴胺的神经元的进行性和选择性损失，这是帕金森病的主要特征，”GIS, a *STAR的高级小组负责人Ng Huck Hui教授说，他是该研究的高级合著者。“另一个限制是，帕金森氏病的实验小鼠模型没有形成称为路易体的特征性蛋白质团块，这种蛋白质团块经常出现在帕金森氏病和一种进行性痴呆(称为路易体痴呆)的患者的脑细胞中。”
研究小组决定利用他们之前创造的人类迷你大脑。
“我们称这些为‘人类中脑类器官’，”第一作者Junghyun Jo博士说，他以前是GIS的研究员，现在是冲绳科学技术研究生院的首席研究员。“它们本质上是模仿人类中脑的三维多细胞体外组织结构。”
这种豌豆大小的人类中脑类器官是由人类干细胞长成一束神经元和大脑中的其他细胞。类器官使科学家能够研究人类大脑是如何发育和交流的。
杜克大学-新加坡国立大学神经科学和行为障碍项目的高级合著者Hyunsoo Shawn Je副教授说:“这些实验首次重现了我们只在人类患者身上看到的帕金森病的独特特征。”“我们已经创建了一个新的病理模型，这将使我们能够跟踪疾病的发展，以及如何减缓或阻止它。”
通过操纵起始干细胞的DNA，使其与帕金森氏症患者中发现的遗传风险因素相匹配，这项研究的科学家们能够生长出具有神经元的类器官，这些神经元既显示出路易体，又显示出产生多巴胺的神经元的进进式损失。
该研究的高级合著者、NNI学术事务副医学主任Tan Eng King教授说:“在全球老龄化人口中延长健康的生活年数是一项重大挑战，他们的身体和认知能力往往由于神经退行性疾病而下降。”“这一发现提供了见解和‘人性化’的疾病模型，可以促进针对帕金森病和痴呆症的药物测试。我们在GBA基因上有基因突变的类器官模型也高度相关，因为我们在当地有几个这样的基因突变携带者。”
类器官系统将使研究帕金森病和其他目前动物模型无法实现的疾病成为可能。该团队已经在使用类器官来研究人类脑细胞中路易体形成的原因和方式，并筛选可能阻止疾病进展的药物。
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