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Nature子刊:渐冻症研究获新进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2013年04月02日 来源:生物通
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肌萎缩侧索硬化症ALS也被称为渐冻症,是一种致命的退行性疾病。Johns Hopkins大学的科学家们发现,除运动神经元之外,还有一类中枢神经系统细胞在ALS中具有基础性的作用,文章于三月三十一日发表在Nature Neuroscience杂志上。这一发现为开发治疗ALS的新药物带来了希望。
生物通报道:肌萎缩侧索硬化症ALS也被称为渐冻症,是一种致命的退行性疾病。Johns Hopkins大学的科学家们发现,除运动神经元之外,还有一类中枢神经系统细胞在ALS中具有基础性的作用,文章于三月三十一日发表在Nature Neuroscience杂志上。这一发现为开发治疗ALS的新药物带来了希望。
研究人员在携带人类ALS突变基因的小鼠系中发现,早在出现疾病症状之前少突胶质细胞(oligodendrocyte)就已经发生了剧烈的变化,这种细胞负责为中枢神经系统的神经提供绝缘。研究显示,运动神经元附近的少突胶质细胞死亡率很高,而再生而成的新细胞并不健康。
研究人员特异性地在少突胶质细胞中抑制ALS致病基因,但仍允许该基因在运动神经元中表达,这一举措大大延缓了ALS发病,并使小鼠存活期延长了超过三个月。这说明少突胶质细胞在ALS早期阶段具有很重要的作用。
“少突胶质细胞的异常对运动神经元的存活有负面影响,”文章共同作者之一,Johns Hopkins大学医学院Dwight E. Bergles教授说。“运动神经元的生存依赖健康的少突胶质细胞,我们此前并未意识到这一点。”
长期以来科学家们一直认为,少突胶质细胞只是中枢神经系统中的结构元素,它们负责包裹神经组成“绝缘”的髓鞘,使神经信号能够快速而有效的传输。而Jeffrey D. Rothstein等人近来发现,少突胶质细胞也会给神经元输送必要的营养,而且大多数神经元需要这样的供给才能生存。Johns Hopkins大学的Jeffrey D. Rothstein教授也是本文的共同作者之一。
2010年Bergles和Rothstein的研究团队就发表文章指出,ALS小鼠的脊髓中,少突胶质前体细胞大量增值,而这些前体细胞被用于生成新的少突胶质细胞。而在这项新研究中研究人员发现,随着疾病的发展,ALS 小鼠的少突胶质细胞加速死亡。但由于新少突胶质细胞的发育受到了破坏,所以它们无法为运动神经元提供所需的营养。
科学家们在ALS小鼠中使用一种毒素杀死运动神经元,发现这对少突胶质前体细胞没有影响,Rothstein认为这说明少突胶质细胞是被ALS基因突变直接破坏的。此外,研究人员在35位ALS患者的脑组织样本中,也发现了少突胶质细胞的类似变化。他们指出,在疾病早期就可以看到少突胶质细胞的改变,可以并通过MRI技术跟踪病情发展。
“也许我们应该换一种方式,将受到破坏的少突胶质细胞作为疾病进程的指标,”Rothstein说。“我们的研究不仅为人们提供了新的治疗靶标,也有助于监控现有药物的治疗效果。”
ALS会影响大脑和脊髓中控制肌肉运动的神经细胞。这些神经细胞的衰竭或死亡,使其无法再向肌肉传递信息,最终导致肌无力、抽搐和运动能力丧失等。ALS通常在五十岁作用发病,而患者会在诊断后的三到五年内死亡。目前ALS还是一种不治之症,市面上有一种FDA批准的治疗药物,但该药物并不能十分有效的延缓疾病发展和提升存活率。
(生物通编辑:叶予)
生物通推荐原文摘要:
Degeneration and impaired regeneration of gray matter oligodendrocytes in amyotrophic lateral sclerosis
Oligodendrocytes associate with axons to establish myelin and provide metabolic support to neurons. In the spinal cord of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) mice, oligodendrocytes downregulate transporters that transfer glycolytic substrates to neurons and oligodendrocyte progenitors (NG2+ cells) exhibit enhanced proliferation and differentiation, although the cause of these changes in oligodendroglia is unknown. We found extensive degeneration of gray matter oligodendrocytes in the spinal cord of SOD1 (G93A) ALS mice prior to disease onset. Although new oligodendrocytes were formed, they failed to mature, resulting in progressive demyelination. Oligodendrocyte dysfunction was also prevalent in human ALS, as gray matter demyelination and reactive changes in NG2+ cells were observed in motor cortex and spinal cord of ALS patients. Selective removal of mutant SOD1 from oligodendroglia substantially delayed disease onset and prolonged survival in ALS mice, suggesting that ALS-linked genes enhance the vulnerability of motor neurons and accelerate disease by directly impairing the function of oligodendrocytes.