2014年11月3日

人体细胞模拟阿尔茨海默氏病

乍看上去

  • 研究人员设计了一种细胞培养系统,可重现阿尔茨海默氏病的发展。
  • 该系统可能有助于药物开发,并可能适用于研究其他神经退行性疾病。
 神经元 修饰的人类神经干细胞在3-D凝胶培养系统中形成β-淀粉样蛋白斑块(红色)。研究人员的图片,由大自然提供

阿尔茨海默氏病是一种不可逆的进行性脑部疾病。这是老年人痴呆症最常见的原因,影响了超过500万美国人。这种状况不是衰老的正常现象,但会慢慢破坏记忆力和思维能力。

阿尔茨海默氏病在脑组织中有两个关键特征:斑块和缠结。斑块是蛋白质β-淀粉样蛋白的有毒片段的异常团块。这些片段是由淀粉样蛋白前体蛋白制成的,存在于神经细胞之间。缠结是细胞内部扭曲的蛋白质线的异常团块,主要由蛋白质tau的修饰形式制成。这种蛋白质通常具有一定数量的化学标签,称为磷酸基团。在阿尔茨海默氏病中,磷酸基团过多。缠结破坏细胞的过程,使其死亡。

为了更好地理解牙菌斑和缠结之间的联系,由Drs。Dr.领导的研究小组负责。马萨诸塞州综合医院的Rudolph Tanzi和Doo Yeon Kim使用细胞培养系统开发了阿尔茨海默氏病模型。这项研究部分由美国国立卫生研究院国家老龄研究所(NIA)和美国国家精神卫生研究所(NIMH)资助。该研究于2014年10月12日在网上发布, 性质 .

科学家在3-D凝胶培养系统中培养了人类神经干细胞。对细胞进行了修饰,以产生高水平的2种蛋白质-β-淀粉样蛋白前体蛋白和早老素-并在阿尔茨海默氏病的遗传形式中发现了突变。随着时间的流逝,神经细胞分泌β-淀粉样蛋白,后者在凝胶基质中形成斑块。细胞还产生高水平的修饰tau,在3D培养物中形成线。

研究小组发现,当它们阻止β淀粉样蛋白形成时,斑块没有形成,修饰的tau蛋白的水平降低了。这表明β-淀粉样蛋白的积累有助于缠结的形成。当他们添加防止额外的磷酸基团附着到tau的化合物时,即使存在淀粉样蛋白斑块,它也可以防止tau缠结的形成。

坦兹说:“在我们称为“阿尔茨海默氏症”的新系统中,我们首次能够证明淀粉样蛋白沉积足以导致缠结和随后的细胞死亡。”

细胞培养系统可以潜在地用于筛选预防或治疗阿尔茨海默氏病的药物。它也可能有助于研究其他神经退行性疾病的细胞培养模型的开发。

— Carol Torgan博士

相关链接

参考文献:  阿尔茨海默氏病的三维人神经细胞培养模型。 Choi SH,Kim YH,Hebisch M,Sliwinski C,Lee S,D'Avanzo C,Chen H,Hooli B,Asselin C,Muffat J,Klee JB,Zhang C,Wainger BJ,Peitz M,Kovacs DM,Woolf CJ, Wagner SL,Tanzi RE,Kim DY。 性质。 2014年10月12日。doi:10.1038 / nature13800。 [Epub提前发行]。 PMID:25307057。

资金:  美国国立卫生研究院国家老龄研究所(NIA)和美国国家精神卫生研究所(NIMH);和治愈阿尔茨海默氏症基金会。