研究人员利用人类神经元研究帕金森病

研究人员发现了帕金森病的基因起源

建峰,博士

布法罗大学医学院和生物医学科学的研究人员利用人类神经元来帮助解决帕金森氏症的遗传起源。基于之前他们使用的诱导多能干细胞的方法,他们的发现表明突变破坏了多巴胺的精确作用,并产生更多导致帕金森病的自由基。

在第一研究中使用人类神经元来调查Parkin在疾病中的作用中,它们发现突变破坏了多巴胺的精确作用,并产生更多的自由基,这反过来破坏了多巴胺神经元,导致帕金森。

他们的发现揭示了针对这种疾病的潜在新药靶点,以及发现可能模仿帕金森氏蛋白保护功能的新疗法的筛选平台。

神经元研究是推进帕金森病研究的关键

UB研究人员的发现基于它们开发的方法,以产生具有Parkin突变的人多巴胺神经元 - 通过使用诱导的多能干细胞(IPSC)可以实现戏剧性的前进。

他们的突破克服了帕金森病和其他神经系统疾病研究中的一个巨大障碍。

“在此之前,我们甚至没有考虑能够在人类神经元中学习帕金森病,”该研究的潜在作家,冯峰,博士,生理学和生物物理学教授。

这些神经元生活在大脑中的复杂网络中,因此侵入性研究已经禁止限制。然而,研究它们对帕金森的研究至关重要。因为缺乏Parkin基因的动物模型不会发展这种疾病,所以研究人员认为人类神经元有独特的脆弱性。

“我们的大脑可能使用更多的多巴胺来支持双模型运动所需的神经计算,而几乎所有其他动物的四足球相比,”冯指出“。

Feng和他的同事们在2007年看到了诱导多能干细胞的巨大潜力,当时日本的研究人员宣布他们已经将人类细胞转化为诱导多能干细胞,然后可以模仿胚胎干细胞转化为体内几乎任何细胞。

“这项新技术是帕金森病和其他神经疾病的游戏变化器,”他说。“它终于让我们获得我们需要研究这种疾病所需的材料。”

Parkin突变破坏了MAO水平的控制

在他们的研究期间,UB研究人员逆向工程的人神经元从来自四个受试者服用的皮肤细胞逆向人类神经元:两种具有由Parkin突变和两个健康对照受试者引起的罕见帕金森病。

“一旦帕金基因突变,它就不能再精确控制多巴胺的活动,而多巴胺支持我们运动所需的神经计算,”冯说。

研究人员还发现,帕金蛋白的突变使其无法严格控制单胺氧化酶(MAO)的产生,而单胺氧化酶可催化多巴胺氧化。

“通常,Parkin确保毛泽东毒性的毛泽东表示在一个非常低的水平,使得多巴胺氧化受到控制,”冯解释。“但是,我们发现当Parkin发生变化时,该规则消失,因此毛泽东地表达了更高的水平。

“帕金森患者的神经细胞中MAO的表达水平比对照组高得多。在我们的研究中,我们建议有可能设计一种新的药物来降低MAO的表达水平。”

冯指出,目前用于治疗帕金森病的一种药物可以抑制MAO的酶活性,并已在临床试验中证明可以减缓疾病的进展。

氧化应激涉及神经元死亡

帕金森病是由多巴胺神经元的死亡引起的。在绝大多数情况下,这是一个未知的原因。但在10%的病例中,基因的突变,如Parkin,导致疾病。

帕金森在UB研究中的受试者具有这种罕见的疾病。

“我们发现,由于毛泽东的过量生产,多巴胺神经元死亡的一个关键原因是氧化应激,”冯解释道。

“但在神经元的死亡之前,多巴胺在支持神经计算中的精确作用被Parkin突变破坏。本研究提供了第一个关于Parkin基因在健康对照中做什么的线索以及它在帕金森病人的情况下无法实现的内容。“

对新药发现方法至关重要的人神经元

在UB的研究中,研究人员通过将正常的帕金蛋白基因注入患者的神经元来扭转由帕金蛋白突变引起的缺陷。

反过来,这也给人们带来了希望,即这些神经元可能被用作筛选平台,用于发现新的候选药物,这些药物可以模仿帕金森氏症的保护功能,甚至有可能治愈帕金森氏症。UB已经在筛选平台上申请专利保护。

虽然Parkin突变只负责帕金森的少数百分比,但了解Parkin的作品与所有帕金森病人有关,冯票据。他对零星帕金森病的持续研究,其中原因未知,也指向同一方向。

图片:UB医学和生物医学科学学院

在自然通信发表的调查结果

目前的研究发表在2月7日的自然通讯在一篇题为“Parkin控制人中脑中源自诱导多能干细胞的人中脑多巴胺能神经元的多巴胺利用。”

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