亨廷顿舞蹈症(HD)研究信息 用通俗的语言 由科学家撰写 为了全球HD社区而设

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皮肤细胞转化为脑细胞:亨廷顿舞蹈症研究的重大突破?

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科学家现在能把人类皮肤细胞转化为工作神经元,像是最受亨廷顿舞蹈症影响的神经元

Lakshini Mendis撰写 关于2014年11月29日Dr Ed Wild编辑; Xi Cao译制最早发布于2014年11月27日

科学家们现在可以重新编程人类皮肤细胞并使其和中型多棘神经元类似,中型多棘神经元是受亨廷顿舞蹈症影响最严重的脑细胞类型。到能够取代丧失的HD大脑细胞有很长的路,但这项研究迈出了重要的一步,是研究舞蹈症的好工具。

什么是中型多棘神经元?

它是一种脑细胞,在亨廷顿舞蹈症的早期受到影响。他们约占96%的纹状体,纹状体是大脑对运动控制非常重要的一部分。这整个区域会在亨廷顿舞蹈症的早期受到影响。试图取代由于舞蹈症而失去的细胞是许多研究人员的目标。

将细胞从一种类型转化为另一种类型需要严格遵循详细的化学配方
将细胞从一种类型转化为另一种类型需要严格遵循详细的化学配方

如何制造新神经元

2006,日本的研究人员找到了一种方法来改变一个细胞服从的“指令”,从而改变其细胞类型。在这之前,人们认为,一旦细胞已经成为一个神经元,或肝脏或皮肤细胞,这个过程是不可改变的。但是在2006年,成人皮肤细胞转化为干细胞成为可能,它可以被诱导成任何类型的细胞。

后来,在斯坦福大学的研究人员跳过转化干细胞的步骤,并直接将皮肤细胞转化为神经元。这是伟大的成果, 但有神经元有很多不同的类型,亨廷顿舞蹈症病的研究人员希望能使其转化成中型多棘神经元。

现在,由圣路易斯的华盛顿大学医学院的 Andrew Yoo 为首的一组科学家,通过重新编程人类皮肤细胞, 成功地转化出中型多棘神经元。这项工作是最近发表在Neuron(2014.10.016)杂志上。

这类重新编程通常的方法是把细胞放在一种称为转录因子的化学物质中。 它告诉细胞打开哪些基因的开关,最终说服他们改变到一个不同的细胞类型。

Andrew Yoo的“秘方”中除了转录因子外, 添加了两种小分子RNA。

培养中型多棘神经元可以帮助我们理解为什么这些神经元在亨廷顿舞蹈症面前如此脆弱。它们也可以被用来测试治疗亨廷顿舞蹈症新药

看起来小分子RNA能够打开密封的DNA,使转录因子达到皮肤细胞通常不需要使用的遗传编码的部分。小分子RNA的行为像汽车千斤顶,允许它访问需要关注的部位。

这足以使细胞在外观和行为中类似中型多棘神经元。研究人员然后将它们移植到老鼠的大脑,六个月后,这些神经元的行为类似于正常的中型多棘神经元。他们甚至开始发散并成长为在大脑运动控制中心的其他区域成长。

这可以治愈亨廷顿舞蹈症吗?

虽然这听起来很令人兴奋,到目前为止本研究还没开始直接应用于亨廷顿舞蹈症的直接问题。接受重新编程的细胞的小鼠是正常健康小鼠,没有亨廷顿舞蹈症的小鼠模型。

因此,未来的研究人员必须检查这些重新编程的神经元是否会在亨廷顿舞蹈症的小鼠身上表现良好,以及他们是否会对舞蹈症的症状发生影响。除此之外,将这些方法应用于人类的HD患者还需要进一步的巨大飞跃。

移植新的细胞来取代那些由于疾病失去的细胞被称为“细胞替代疗法”。能够利用患者自身的改良细胞用于治疗的好处是人体的免疫系统不会在移植后发生排斥。

小分子RNA的行为像汽车千斤顶,允许它访问皮肤细胞通常不需要的遗传密码
小分子RNA的行为像汽车千斤顶,允许它访问皮肤细胞通常不需要的遗传密码

然而,由于导致亨廷顿舞蹈症的基因突变是在我们身体的每一个细胞中,包括我们的皮肤细胞,任何从患者的皮肤细胞转化来的中型多棘神经元都会携带突变的基因。我们想要的是一个健康的细胞来源,不容易受亨廷顿舞蹈症基因突变的有害影响。

因此,在细胞替代治疗成为可能前,我们将首先需要搞清楚如何从其中移除亨廷顿舞蹈症基因突变。一些基新技术比如说“基因组编辑”锌指结构”和“规律间隔的短回文重复序列”可能会在未来被运用。这需要多年的精心研究才能用这些方法来进行人体测试。

最后,虽然中型多棘神经元是重要的,但他们不是受亨廷顿舞蹈症影响的唯一的脑细胞。理想的情况是,我们将取代所有受影响的细胞类型。

现在怎么样?

到彻底治愈亨廷顿舞蹈症还有漫长的的道路,但多项研究已经这些重要领域展开。

更多的好消息是,这项由Andrew Yoo为首的研究做会立即被用于亨廷顿舞蹈症病的研究。培养中型多棘神经元可以帮助我们理解为什么这些神经元在亨廷顿舞蹈症面前如此脆弱。它们也可以被用来测试治疗亨廷顿舞蹈症新药,来帮助我们开发人体测试的最好的药物。