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干细胞揭示神经元异常兴奋与蛋白错误折叠的关系

日期:2014-11-04 00:00:00

 

美国哈佛大学干细胞研究所(HSCI)Eggan博士对肌萎缩性侧索硬化症(ALS)的相关机制进行了长期研究。2008年,其在Science杂志上报道表示,使用ALS患者的干细胞能更好地理解疾病和鉴定新药的疗法。在最新的这项研究中,Eggan博士领衔的研究团队发现一种抗癫痫药物可能能够对肌萎缩性侧索硬化症(ALS)的治疗有显著意义。

 

ALS是一种目前无法治愈的长距离运动神经元损伤导致的疾病。尽管人们从小鼠实验中得到了许多潜在的治疗手段,但是这些手段在临床实验中都失败了。Eggan表示ALS的重要问题是数十个基因上的数百个突变都能导致该疾病,但是几乎所有的临床疗法都针对其中一个突变SOD1,因此关键问题就是人们可能忽略了ALS的复杂程度。

 

Eggan领衔的团队通过两位携带SOD1突变的ALS女性患者得到了干细胞株,进而使用RNA测序技术来检测突变基因表达的变化,然后追踪这些变化对生物学通路的影响。研究发现这些突变对运动神经元的改变和小鼠中发现的变化是一致的。研究人员使用临床抗癫痫药物发现其对神经元的作用,并发现其能够降低这些细胞的异常活动。接下来创建了更多的由其他突变导致ALS的患者干细胞产生的运动神经元,甚至包括没表征ALS的人,来观察特定的突变对ALS的影响。

 

研究报道表示ALS的运动神经元在发放动作电位的频率上散发性的增加,而健康的细胞并没有受刺激。接下来ALS超兴奋性的实验由harvard医学院神经学家Brain Wainger博士领导的Woolf的团队完成,在EgganKiskinis的共同工作下,他们发现了神经元活动的异常兴奋性与异常的蛋白折叠之间的联系。在这两项工作中研究人员描述了超兴奋的ALS神经元如何产生更多的异常蛋白折叠并进一步增加兴奋性的过程,这个周期性循环将神经元处于非常脆弱的状态并导致死亡。

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