Cell Stem Cell：利用類器官保護癡呆和ALS中受到的腦損傷

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2024-04-09 13:47:00【大中小】

摘要：南加州大學(xué)的科學(xué)家們使用實驗室培養(yǎng)的人類大腦結(jié)構(gòu)(稱為類器官)來深入了解為什么創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)增加患癡呆癥和神經(jīng)退行性疾病(的風(fēng)險以及如何減輕風(fēng)險

創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)會使你患癡呆癥的風(fēng)險增加四倍，并增加你患神經(jīng)退行性疾病(如ALS)的幾率。在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上發(fā)表的一項新研究中，南加州大學(xué)的科學(xué)家們使用實驗室培養(yǎng)的人類大腦結(jié)構(gòu)(稱為類器官)來深入了解為什么會出現(xiàn)這種情況以及如何減輕風(fēng)險。

在這項研究中，來自南加州大學(xué)干細(xì)胞實驗室Justin Ichida的前博士后Jesse Lai和博士生Joshua berlin在實驗室中使用來自人類患者的干細(xì)胞來培養(yǎng)被稱為類器官的基本大腦結(jié)構(gòu)。然后他們用高強度超聲波損傷這些類器官。

圖1 KCNJ2抑制減輕創(chuàng)傷性腦損傷的人腦類器官模型中的機械損傷

受傷的類器官顯示出一些與TBI患者相同的特征，包括神經(jīng)細(xì)胞死亡和tau蛋白以及一種名為TDP-43的蛋白質(zhì)的病理變化。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，TDP-43的病理變化在ALS或額顳葉癡呆患者的類器官中更為普遍，這使得他們的神經(jīng)細(xì)胞更容易出現(xiàn)功能障礙和損傷后死亡。這表明，對于有遺傳易感性的患者來說，腦外傷可能會增加患這些疾病的風(fēng)險。最嚴(yán)重的損傷是由位于類器官深層的共享信息的神經(jīng)細(xì)胞(稱為興奮性神經(jīng)元)造成的。

在尋找保護這些神經(jīng)元免受創(chuàng)傷性腦損傷影響的方法中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種名為KCNJ2的基因，該基因含有制造通道的指令，這些通道選擇性地允許鉀離子通過細(xì)胞膜，幫助肌肉收縮和放松。抑制該基因?qū)LS患者和非ALS患者的類器官以及腦外傷后的小鼠具有保護作用。