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新治疗方式产生新的神经元,成功消除小鼠的帕金森氏病

来源:sciseek2020-11-16

sciseek 2020-11-16

几十年来,Fu和他的加州大学圣地亚哥分校医学院的团队研究了一种叫做PTB的蛋白质,该蛋白质以结合RNA并影响细胞中哪些基因打开关闭而闻名。为了研究像PTB这样的蛋白质的作用,科学家经常操纵细胞以减少该蛋白质的量,然后观察发生了什么。

几年前,在Fu实验室工作的一名博士后研究员采用了这种方法,即使用一种称为siRNA的技术来沉默结缔组织细胞(称为成纤维细胞)中的PTB基因。但这是一个繁琐的过程,需要一遍又一遍地执行。他对此感到厌倦,并说服Fu他们应该使用另一种技术来创建永久缺乏PTB的稳定细胞系。起初,博士后也抱怨这一点,因为它使细胞生长得如此缓慢。

但是几周后,他发现有些奇怪的东西-剩下的成纤维细胞很少。相反,几乎整个盘子都充满了神经元。

该小组以这种偶然的方式发现,仅抑制或删除单个基因(编码PTB的基因)就可以将多种类型的小鼠细胞直接转化为神经元。

最近,他的实验室的另一位博士后研究员FuHao Qian博士朝着这一发现迈出了一大步,将其应用于有可能成为帕金森氏病和其他神经退行性疾病的一种新治疗方法。仅仅通过一种抑制小鼠中PTB的方法,就可以将天然星形胶质细胞(大脑的星形支持细胞)转化为产生神经递质多巴胺的神经元。结果,小鼠的帕金森氏病症状消失了。

 “”世界各地的研究人员已经尝试了多种方法来利用干细胞和其他手段在实验室中产生神经元,因此我们可以对其进行更好的研究,并用它们来替代神经退行性疾病中丢失的神经元。加州大学圣地亚哥分校医学院细胞与分子医学系特聘教授。我们能够以相对简单的方式产生这么多神经元的事实令人惊讶。

有几种模仿小鼠帕金森氏病的方法。在这种情况下,研究人员应用了多巴胺类分子来毒害产生多巴胺的神经元。结果,小鼠失去产生多巴胺的神经元,并出现类似于帕金森氏病的症状,例如运动不足。

这种治疗方法是这样的:研究人员开发了一种非感染性病毒,它带有反义寡核苷酸序列-一种人工合成的DNA片段,旨在与编码PTBRNA特异性结合,从而使其降解,阻止其翻译成功能蛋白并刺激神经元。发展。

反义寡核苷酸,也称为设计者DNA药物,是一种用于神经退行性疾病和神经肌肉疾病的行之有效的方法-研究合著者Don Cleveland博士率先开发了该技术,目前已成为食品药品监督管理局(FDA)的基础-批准用于脊柱肌肉萎缩的疗法以及目前临床试验中的其他几种疗法。克利夫兰(Cleveland)是加州大学圣地亚哥分校医学院细胞与分子医学系系主任,也是圣地亚哥路德维希癌症研究所的成员。

研究人员将PTB反义寡核苷酸治疗直接施用于小鼠的中脑,该中脑负责调节运动控制和奖励行为,以及通常会在帕金森氏病中失去产生多巴胺的神经元的大脑部分。对照组小鼠接受了空病毒或无关反义序列的模拟治疗。

在治疗的小鼠中,一小部分星形胶质细胞转化为神经元,使神经元数量增加了约30%。多巴胺水平恢复到与正常小鼠相当的水平。此外,神经元生长并将其过程发送到大脑的其他部位。对照小鼠没有变化。

通过两种不同的肢体运动和反应测量,经过治疗的小鼠在单次治疗后三个月内恢复正常,并且在余生中完全没有帕金森氏症的症状。相反,对照小鼠没有显示出任何改善。

研究合著者,加州大学圣地亚哥分校医学院神经科学杰出教授医学博士William Mobley说:看到的结果令我震惊。” “这种治疗神经退行性疾病的全新策略给人们带来了希望,即使是患有晚期疾病的人也有可能得到帮助。

PTB使这项工作有什么用?这种蛋白质存在于许多细胞中,傅说。但是随着神经元开始从其前体发育,它自然消失了。我们发现,强迫PTB消失是细胞打开产生神经元所需基因的唯一信号。

他警告说,当然,老鼠不是人。团队使用的模型不能完美地概括帕金森氏病的所有基本特征。傅说,但是这项研究提供了概念证明。

下一步,研究小组计划优化其方法,并在通过遗传变化模仿帕金森氏病的小鼠模型中测试该方法。他们还为PTB反义寡核苷酸治疗方法申请了专利,以便朝着人体测试的方向发展。

傅说:我的梦想是将其贯穿到临床试验中,以测试这种方法是否可以治疗帕金森氏病,还可以治疗其他许多神经元丢失的疾病,例如阿尔茨海默氏病和亨廷顿氏病和中风。” “还有更大的梦想-如果我们可以瞄准PTB来矫正大脑其他部位的缺陷,以治疗遗传性脑部缺陷之类的东西呢?

我打算在余下的职业生涯中回答这些问题。


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