Nature子刊:抗生素可治疗唐氏综合症?

【字体: 时间:2014年07月22日 来源:生物通

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  加州大学Davis分校的研究团队发现,大脑的支持细胞在唐氏综合症中了起到了重要的作用。他们利用iPS技术将患者的皮肤细胞转变为星形胶质细胞,并由此建立了新的疾病模型。研究显示,一种便宜的抗生素能够校正唐氏综合症中的许多异常,相关论文发表在七月二十日的Nature Communications杂志上。

  

生物通报道:加州大学Davis分校的研究团队发现,大脑的支持细胞在唐氏综合症中了起到了重要的作用。他们利用iPS技术将患者的皮肤细胞转变为星形胶质细胞,并由此建立了新的疾病模型。研究显示,一种便宜的抗生素能够校正唐氏综合症中的许多异常,相关论文发表在七月二十日的Nature Communications杂志上。

“我们开发了唐氏综合症的人类细胞模型,有助于进行疾病研究和新药筛选,”领导这项研究的副教授Wenbin Deng说。“这一模型比传统动物模型更具优势,因为它源自于患者自身的细胞。”

据统计,在美国每691名新生儿中就用一名患有唐氏综合症,这种疾病的患者具有两个拷贝的21号染色体。人们一般用小鼠模型来研究唐氏综合症,但Deng认为动物模型并不够理想,因为人类大脑要复杂得多。这种复杂性大多来自于星形胶质细胞,这些支持细胞对于大脑的结构和神经冲动的传导都很重要。

“我们的思维能力来自于神经元,但星形胶质细胞的支持作用也极其关键,”Deng说。“人们逐渐意识到,星形胶质细胞是大脑神经功能障碍的一个关键因素,而这是首次在唐氏综合症中展现它的作用。”

唐氏综合症的新模型

研究人员将唐氏综合症患者的皮肤细胞转变为干细胞(iPSC),这些细胞与患者的遗传组成相同,而且能够分化成为不同的细胞类型。他们将这些细胞分别诱导成为星形胶质细胞和神经元,以便系统性分析星形胶质细胞中表达的因子,研究它们对神经元发育的影响。

研究显示,在源自唐氏综合症患者的星形胶质细胞中,蛋白S100B的表达显著提升。星形胶质细胞释放的S100B会使这些细胞有害活化(astrogliosis),对神经元产生负面影响。

研究人员将iPS生成的这些星形胶质细胞移植到小鼠体内,结果小鼠出现了唐氏综合症的病理学特征,但移植源自患者的神经元不会产生这样的效果。

抗生素的神经保护作用

研究团队用上述新模型进行了药物筛选,他们发现抗生素minocycline能够校正星形胶质细胞的许多异常,使这些细胞与神经元产生更多的健康互作。Minocycline是一种四环素类的抗生素,具有抗炎症能力,一般被用于治疗细菌感染、痤疮和关节炎。(延伸阅读:Science:唐氏综合症能否治愈

iPS已经为人们构建了不少神经发育和神经退行性疾病的新模型,这些模型更适合进行病理学研究和药物筛选,”文章的一位共同作者,David Pleasure教授说。“这项研究利用iPS技术,首次发现了星形胶质细胞在唐氏综合症中的关键作用,并在此基础上鉴定了有效的药物作用途径。”

近年来,越来越多的证据表明minocycline具有保护神经的作用,引起了研究者们的广泛兴趣。这种药物能够从血液进入大脑,并作用于星形胶质细胞。不过研究人员也强调,minocycline的安全性和有效性还有待于临床试验来证明。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

Role of astroglia in Down's syndrome revealed by patient-derived human-induced pluripotent stem cells

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