皮肤细胞有助于为垂死的神经元找到新的药物

亨廷顿病(HD)是一种遗传性疾病,会导致大脑结构中的神经细胞逐渐死亡。在中年,这会导致一些症状,包括不受控制的抽搐运动,称为舞蹈病,情绪问题和思维能力(认知)的丧失。这些病人无法治愈。仅仅一个基因拷贝的缺陷就会导致这种疾病。基因的内部片段被放大几次,突变蛋白倾向于形成聚集体。虽然正常蛋白和突变蛋白同时存在于神经元的各种细胞中,但这种组合导致了它们一生中生存的多重变化。

图1所示。来自HD患者皮肤细胞的神经元表达突变的RNA和蛋白质,含有受损的线粒体和增加的钙入口。建议药物阻断突变蛋白合成,使钙恢复正常,防止神经元过早死亡。

在神经元中,聚集蛋白穿透细胞核和其他细胞器,改变细胞内的离子电流,阻碍神经元间的通讯,最终缩短神经元的寿命。对患者死亡后的脑样本进行调查并不能提供有关疾病起源的足够信息,而只有极高扩增的人类基因片段的实验动物显示出该疾病的一些特征。细胞重编程的新技术使得将患者的皮肤细胞转化为机体外的神经元成为可能。我们研究的目的是确定患者皮肤细胞转化为神经元是否能够模拟疾病,并为药物研究服务。我们将细胞重新编程到胚胎状态,然后将它们变成年轻的神经元。我们的研究结果表明,这些神经元表现出疾病的各种症状,包括钙平衡失调,尽管没有表现出细胞死亡增加。然而,当我们诱导人工衰老时,病变神经元迅速死亡,而健康细胞产生的神经元则存活。最后我们发现HD患者产生的神经元可以通过使钙平衡正常化的化学分子或阻断突变蛋白的寡核苷酸从细胞死亡和疾病症状中拯救出来。因此,我们的研究结果不仅为疾病的研究提供了模型系统,而且为治疗提供了候选药物。

E.D. Nekrasov, S.L. Kiselev
瓦维洛夫普通遗传学研究所,莫斯科,俄罗斯

出版

亨廷顿氏病在人诱导多能干细胞来源的神经元中的病理表现。
Nekrasov ED, Vigont VA, Klyushnikov SA, Lebedeva OS, Vassina EM, Bogomazova AN, Chestkov IV, Semashko TA, Kiseleva E, Suldina LA, Bobrovsky PA, Zimina OA, Ryazantseva MA, Skopin AY, Illarioshkin SN, Kaznacheyeva EV, Lagarkova MA, Kiselev SL
Mol Neurodegener. 2016年4月14日

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