人類和嚙齒類動(dòng)物之間存在巨大差異，尤其是在大腦結(jié)構(gòu)方面。一項(xiàng)新研究創(chuàng)建了一個(gè)微型大腦模型，該模型使用人類干細(xì)胞技術(shù)來研究阿爾茨海默病。

《技術(shù)網(wǎng)絡(luò)》網(wǎng)站8月3日消息

由世界知名的癌癥、糖尿病和其他威脅生命的疾病的研究和治療中心希望之城（City of Hope）領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一個(gè)強(qiáng)大的微型大腦平臺(tái)，用于研究阿爾茨海默病的機(jī)制原因并測試開發(fā)中的失智癥藥物。這項(xiàng)新研究近日發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）雜志上。

研究于2021年8月2日發(fā)表在《Advanced Science》（最新影響因子：16．806）雜志上

“由于對(duì)阿爾茨海默病的病理機(jī)制了解不完全，阿爾茨海默病的藥物開發(fā)遇到了挑戰(zhàn)，”神經(jīng)科學(xué)Herbert Horvitz教授、希望之城貝克曼研究所（Beckman Research Institute of City of Hope）的發(fā)育和干細(xì)胞生物學(xué)系干細(xì)胞生物學(xué)研究部主任Yanhong Shi博士說。

Yanhong Shi博士

“這個(gè)領(lǐng)域的臨床前研究主要使用動(dòng)物模型，但人類和嚙齒動(dòng)物等動(dòng)物之間存在巨大差異，尤其是在大腦結(jié)構(gòu)方面。我們?cè)谙Ｍ�之城�?chuàng)建了一個(gè)微型大腦模型，該模型使用人類干細(xì)胞技術(shù)來研究阿爾茨海默病，并有望幫助找到治療這種毀滅性疾病的方法。”

希望之城的研究人員能夠使用源自人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 （hiPSC） 技術(shù)的“大腦類器官”模擬散發(fā)性阿爾茨海默病，這是該病最常見的形式。由于阿爾茨海默病是一種衰老性疾病，科學(xué)家們將模型暴露于血清中，以模擬與年齡相關(guān)的血腦屏障破壞。然后他們通過不同的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行類器官，以測試已知的阿爾茨海默病生物標(biāo)志物，包括淀粉樣蛋白斑塊和 tau蛋白纏結(jié)水平升高以及與認(rèn)知能力下降相關(guān)的突觸斷裂，以及由該病引起的其他病理表型。

據(jù)阿爾茨海默病協(xié)會(huì)報(bào)告，超過 600 萬美國人患有阿爾茨海默病，其死亡人數(shù)超過乳腺癌和前列腺癌的總和。令人心碎的退行性疾病不僅會(huì)影響被診斷出患有這種疾病的人，還會(huì)影響他們的主要照顧者、家人和朋友。目前尚無治愈方法，可用的治療方法僅針對(duì)癥狀而不是根本原因。

“其他使用大腦類器官檢查阿爾茨海默病的研究使用了表型年輕的微型大腦模型，但要真正了解阿爾茨海默病發(fā)作時(shí)會(huì)發(fā)生什么，我們需要使用與年齡相關(guān)的模型，這就是我們?cè)谶@個(gè)研究項(xiàng)目中所做的微型大腦到血清，”該研究的第一作者、希望之城的博士后研究員Xianwei Chen博士說，“我們相信我們生成的與年齡相關(guān)的大腦類器官將為我們提供一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)，為我們找到影響人體最復(fù)雜器官的疾病的有效治療方法。”

使用大腦類器官的臨床前研究發(fā)現(xiàn)，暴露于血液中的血清會(huì)誘發(fā)多種阿爾茨海默病癥狀，這表明針對(duì)多種病理改變的聯(lián)合療法可能比目前正在開發(fā)的單靶點(diǎn)療法更有效。研究人員研究了遲發(fā)性或散發(fā)性阿爾茨海默病，這種疾病占大多數(shù)病例（95％ 是散發(fā)性，5％ 是遺傳性的）。他們發(fā)現(xiàn)嘗試單一療法（例如僅抑制淀粉樣蛋白或 tau 蛋白）并不能分別降低 tau 蛋白或淀粉樣蛋白的水平，這表明這兩種關(guān)鍵生物標(biāo)志物可能獨(dú)立地導(dǎo)致疾病進(jìn)展。此外，暴露于血液中的血清（模仿滲漏的血腦屏障）可能導(dǎo)致突觸連接（幫助大腦記住事物并正常運(yùn)作）中斷。

轉(zhuǎn)化基因組學(xué)研究所 （TGen） 神經(jīng)基因組學(xué)教授 Matt Huentelman 博士說，希望之城開發(fā)的大腦模型為研究這種奪取記憶的疾病的新興療法提供了新途徑。Huentelman 是阿爾茨海默病遺傳研究的權(quán)威專家，但并未參與這項(xiàng)研究。

“使用在希望之城領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究中開發(fā)的模型可以幫助加速對(duì)潛在治療方案的評(píng)估，為阿爾茨海默病患者及其家人帶來新的希望，”他說。

創(chuàng)立于1913年的希望之城國家醫(yī)療中心

參考文獻(xiàn)

Source：City of Hope

Mini Brain Models Used To Study Alzheimer’s and Test Drugs

Reference：

Chen X， Sun G， Tian E， et al． Modeling sporadic alzheimer’s disease in human brain organoids under serum exposure． Adv Sci． 2021：2101462． doi： 10．1002／advs．202101462

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