构建猫叫综合征神经元干细胞模型:开启罕见病研究新征程

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Human Cell 3.4

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  猫叫综合征(CdC)是一种罕见染色体疾病,因缺乏动物模型和人体组织,研究受限。研究人员利用患者体细胞重编程的诱导多能干细胞(iPSC),建立并鉴定了 CdC 神经元干细胞(NSCs)及分化的神经元。该研究为疾病机制研究和治疗提供新方向。

  猫叫综合征(CdC)是一种极为罕见的染色体疾病,每 50000 个新生儿中就有 1 例发病。患者会出现发育迟缓、精神运动障碍等一系列问题,就像被命运之手打乱了成长的节奏。这种疾病是由于 5 号染色体短臂部分缺失引起的,然而其发病机制却一直像迷雾般未被揭开。目前,既没有合适的动物模型来深入研究,也难以获取大量相关人体组织,这使得对猫叫综合征的研究举步维艰。但科学探索的脚步不会停止,为了攻克这一难题,来自意大利布雷西亚大学(University of Brescia)的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《Human Cell》杂志上,为猫叫综合征的研究开辟了新的道路 。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,他们利用重编程技术,将猫叫综合征患者外周血单个核细胞(PBMCs)成功重编程为诱导多能干细胞(iPSC) 。接着,运用特定的细胞分化技术,把这些 iPSC 诱导分化为神经元干细胞(NSCs)以及多种神经元。在研究过程中,通过细胞遗传学分析、定量实时聚合酶链反应(qPCR)、免疫荧光测定和蛋白质免疫印迹(Western blot)等技术,对细胞进行了全面深入的研究。

在细胞分化与鉴定的研究中,研究人员将 iPSC 诱导分化为 NSCs。在这个过程里,他们惊喜地发现,随着诱导时间的推进,iPSC 的形态发生了奇妙的变化,逐渐呈现出 NSC 的典型特征。经过免疫荧光染色和基因表达分析,确认了这些细胞具备 NSC 的表型,而且其染色体核型保持稳定,5p 缺失的特征也清晰可见。这表明他们成功获得了具有研究价值的 CdC - NSCs。随后,研究人员进一步将这些 NSCs 诱导分化为神经元。在分化过程中,细胞形态持续改变,形成了多样化的神经元群体。通过 qPCR 分析多种神经元标记基因的表达,发现无论是健康对照还是 CdC 患者来源的 NSC 分化的神经元,都以多巴胺能神经元为主,但 CdC 来源的神经元中,多巴胺能神经元(TH 阳性)和胆碱能神经元(CHAT 阳性)的数量明显减少,而胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性的细胞数量略有增加。这一结果暗示了 CdC 神经元的发育和功能可能存在异常。

基因表达分析是该研究的重要部分。研究人员对 TERT、CTNND2、SEMA5A 和 TPPP 这些在 5p 缺失区域的基因,在 iPSC、NSC 和神经元中的表达水平进行了细致的研究。结果显示,在 CdC 来源的细胞中,这些基因的表达大多显著降低。比如在 CdC - iPSCs 中,TERT 基因表达约为健康对照的一半,CTNND2 基因表达低至五分之一,SEMA5A 基因表达为四分之一,TPPP 基因表达约为三分之一。在神经元阶段,这种表达差异依然存在。这充分表明这些基因表达的变化与猫叫综合征的病理过程有着千丝万缕的联系。

综合研究结果和讨论,研究人员成功建立并鉴定了猫叫综合征的神经元干细胞模型,这一成果意义非凡。一方面,它为深入探究猫叫综合征的发病机制提供了强大的工具,让研究人员能够在细胞和基因层面进一步剖析疾病的奥秘;另一方面,也为未来开发创新的治疗方法奠定了坚实基础,有望为猫叫综合征患者带来新的希望。

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