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亨廷顿氏病长期以来一直无法挽救受苦的神经元。《细胞报告》(Cell Reports)中的一项新研究表明,将健康的人类神经胶质祖细胞移植到成年动物模型的大脑中,不仅可以减缓运动和认知能力的下降,还可以延长寿命。
亨廷顿氏病长期以来一直无法挽救受苦的神经元。一项新的研究表明,将健康的人类胶质前体细胞移植到成年动物模型的大脑中,不仅减缓了运动和认知能力的下降,而且延长了寿命。这些发现改变了我们对亨廷顿病病理学的理解,并为已经出现症状的成年人的细胞治疗开辟了一条潜在的途径。
罗切斯特大学转化神经医学中心联合主任,该研究的主要作者Steve Goldman医学博士说:“胶质细胞是神经元的重要看护者。即使在症状开始后恢复健康的胶质细胞支持,也可以重置神经元基因表达,稳定突触功能,并有意义地延缓疾病进展。这项研究将亨廷顿氏症的观点从以神经元为中心的观点转变为显示神经胶质病理学在推动突触功能障碍中的关键作用。它还告诉我们,当你瞄准正确的细胞时,成人大脑仍然有修复的能力。"
亨廷顿病:超越神经元
亨廷顿氏病是一种遗传性脑疾病,由突变在亨廷顿基因中。这种突变导致一种异常蛋白,这种蛋白会逐渐损害神经细胞,尤其是纹状体区域的神经细胞,导致运动问题、情绪变化和认知能力下降。
治疗这种疾病的科学方法传统上侧重于挽救或更换受影响的神经元,但高盛实验室数十年的研究表明,大脑的支持细胞(称为胶质细胞)在疾病的发展过程中起着至关重要的作用。
胶质细胞曾经被认为只是将神经元固定在适当位置的“胶水”,现在已知它可以调节神经元健康,控制炎症保持大脑的化学平衡。在亨廷顿氏症中,胶质细胞功能失调,可能导致神经元损伤。科学家希望通过用健康的胶质细胞替换患病的胶质细胞,恢复神经元正常工作所需的支持环境,从而潜在地保护在疾病中丢失的神经细胞。
将健康胶质细胞移植到有症状的小鼠体内
研究人员使用了R6/2小鼠,这是一种公认的亨廷顿舞蹈症模型,会出现与人类相似的运动和认知症状。五周大时,症状刚刚开始,但在严重衰退之前,这些小鼠直接在纹状体注射人类胶质前体细胞,这种早期胶质细胞可以成熟为不同类型的胶质细胞神经胶质细胞对小鼠进行协调、运动、记忆和焦虑测试。
该团队使用单核RNA测序来观察治疗组小鼠神经元中哪些基因被打开或关闭。他们还用改良狂犬病病毒标记单个神经元,以可视化其分支(树突)和连接点(棘)。
从运动改善到突触恢复
经过治疗的小鼠表现出明显的运动和认知退化延迟,比未经治疗的HD小鼠寿命延长数周。
R6/2小鼠的神经元通常会失去维持功能性突触(神经细胞之间的连接)的基因表达。胶质细胞移植后,这些基因中的许多都被有效地重新启动。此外,虽然亨廷顿病模型小鼠的神经元通常具有较少的分支和棘,但给予健康胶质细胞的亨廷顿小鼠的树突状分支和棘突密度恢复到接近正常水平。
"尽管在症状出现后开始治疗,但仍有显著改善,突显出成人干预的潜力。”研究合著者、罗切斯特大学医学中心的Abdellatif Benraiss博士说这项研究表明,在本例中,通过移植健康细胞来关注胶质细胞的健康,不仅可以对新生儿模型,也可以对已经出现症状的成年人产生有意义的影响。"
扩展和完善基于单元格的策略
研究人员认为,移植健康的支持细胞可以成为多方面治疗策略的一部分,无论是单独还是与基因靶向治疗方法一起。未来的研究需要确定此策略的最佳交付、剂量和时间。除此之外,将胶质细胞替代与其他治疗相结合,如降低突变型亨廷顿蛋白的表达和替换丢失的神经元,可能会产生更大的益处。
Goldman说:“虽然小鼠模型并没有捕捉到人类亨廷顿病的各个方面,但这些发现拓宽了治疗领域,将胶质细胞替换或修复作为一种有吸引力的潜在治疗策略。”