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少突胶质细胞诱导ALS中的运动神经元死亡

 


 

一种史无前例的少突胶质细胞(oligodendrocyte)体外模型显示,这种通常支持运动神经元功能的人类细胞在肌萎缩侧索硬化(ALS)的发病机理中发挥积极作用。这一发现可能指出通向治疗时机和靶点的方向。

在过去十年间,许多研究已经表明,通常支持运动神经元的细胞,比如星形胶质细胞和小胶质细胞,会在ALS的发展过程中促使运动神经元死亡。最近,小鼠模型研究表明,对于正常运动神经元功能同样重要的少突胶质细胞,也涉及到ALS的病情发展。

在一项由美国全国儿童医院进行的最新研究中,研究人员首次使用衍生自人类ALS患者皮肤的少突胶质细胞来证明这些细胞实际上会诱导运动神经元死亡。这项发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的研究还发现,在早期ALS少突胶质细胞祖细胞中SOD1酶的降低可能救援运动神经元。

“我们能够深入挖掘以努力在小鼠模型和人类问题之间建立一座桥梁”该研究资深作者、全国儿童医院研究所基因疗法中心首席研究员Brian Kaspar博士说,“我们已经能够开始探寻少突胶质细胞到底如何出错,以及它们如何导致运动神经元死亡。”

研究人员开发出一种允许观察小鼠和人类ALS少突胶质细胞以及它们对运动神经元影响的新型共同培养模型。此外,该研究部分依赖于一种Kaspar博士实验室开创的“直接转换(directconversion)”方法,这种方法允许对源于ALS患者的皮肤细胞进行编程,以变为神经祖细胞。

Kaspar博士实验室之前的研究已经表明,这些衍生自皮肤的神经祖细胞能够高效地分化为星形胶质细胞。最新的研究证明这些细胞也能够变为少突胶质细胞,还可能变为其他细胞类型。

这些少突胶质细胞来自于罹患家族性ALS(拥有家族病史)和散发性ALS(没有家族病史)的人类患者,两种来源的细胞都会导致运动神经元死亡。而来自健康人或其他神经肌肉疾病患者的细胞则不会伤害运动神经元。

长期以来,科学家们已经将SOD1基因的突变与家族性ALS相联系,但来自Kaspar博士实验室等多个实验室的研究所提供的证据表明,该基因可能也在散发性ALS中发挥作用。这项新研究发现,在祖细胞变为少突胶质细胞之前降低其SOD1酶水平,能够减少对运动神经元的毒性,导致后者更好的生存或完全获救。除了携带C9orf72基因突变的样本,其他家族性和散发性ALS样本都是如此。

然而,在祖细胞完全成熟为少突胶质细胞后,SOD1降低没有导致对运动神经元的救援。

“存在一个不可逆转的点”Kaspar博士解释,“当这些细胞达到某个分化或毒性点,你将无法逆转它。这告诉我们需要尽可能早地治疗,这是许多神经退行性疾病的一个新兴主题。”Kaspar博士也是俄亥俄州立大学医学院儿科学和神经科学系教授。

Kaspar博士实验室研究人员Kathrin Meyer博士表示,与传统编程到诱导多能干细胞(iPSCs)的方法相比,直接转换更容易而且更快。此外,越来越多的证据表明,直接转换允许细胞的衰老概况得以保持,在研究成人神经退行性疾病时,这是至关重要的。

“这种方法足够快,我们能够在患者活着并符合临床试验资格时获得和测试这些细胞”Meyer博士说,“我们现在有更多的证据表明这种方法的功效,我们可以用它来查看患者群体之间疾病发展或更特异性的差异,并因而开发更有针对性的疾病疗法。”

 

http://www.nationwidechildrens.org/news-room-articles/oligodendrocytes-induce-motor-neuron-death-in-als?contentid=157415

 

(来源:中国罕见病网)