一种新型人类干细胞的ALS打开门快速药物筛选模型

长认为是纯粹的旁观者,星形胶质细胞对运动神经元的生存和福祉至关重要,控制自愿肌肉运动。事实上,有缺陷的星形胶质细胞可以糟蹋运动神经元和肌肉疾病是主要的嫌疑人肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)。

这种复杂关系的根源,索尔克生物研究所的研究人员首次建立了一个人类胚胎干细胞(hESC)的系统建模ALS。他们的研究证实,人类星形胶质细胞功能失调的反对他们的指控和杀死健康的运动神经元。但更重要的是,治疗与apocynin培养细胞,一种强大的抗氧化剂,避免了运动神经元死亡引起的故障的星形胶质细胞。

他们的发现,出现在12月4日发行的《细胞》杂志上干细胞,提供新的见解毒性通路造成运动神经元死亡的ALS和开辟新天地的筛查试验用人类ALS体外模型,以及使用astrocyte-based细胞疗法临床干预措施。

“各种药物在小鼠模型演示了显著疗效不让他们承诺在临床前和临床试验,”弗雷德·h·盖奇说,博士,遗传学实验室的教授,他领导了这项研究。事实上,只有一个drug-riluzole-has被FDA批准的治疗ALS,它只有两个月减缓疾病的进程。

“有迫切需要新的ALS模型有可能转化为临床试验和可能,至少,结合使用小鼠模型来验证药物和药物靶点,”盖奇说。

因为大多数治疗在肌萎缩性侧索硬化症小鼠模型没有辜负期望在临床前和临床试验中,博士后研究人员和第一作者m . Carol Marchetto博士,寻找另一个:“转基因老鼠包含人类的SOD1突变形式已经非常有用的研究疾病发生和发展。但是我们觉得使用人类神经元和星形胶质细胞细胞培养模型可能非常有用的药物筛选,在某种程度上,细胞替代疗法。”

发现星形胶质细胞对人类的贡献运动神经元退化,Marchetto首先诱导为其分化成运动神经元通过一系列的物理操作和接触大量的生长因子。当她培养这些细胞与人类星形胶质细胞表达SOD1突变的形式,在培养皿上运动神经元存活的数量直线下降。“在突变的存在,星形胶质细胞激活炎症反应,开始产生活性氧,ALS的标志,“Marchetto说。

当她对待这些细胞与已知的抗氧化剂如apocynin,许多植物中发现,表儿茶素,其中的一个有益的成分在绿茶和巧克力,或α硫辛酸,这是由身体,星形胶质细胞的比例生产有害活性氧显著下降。不仅如此,当她治疗运动神经元培养的星形胶质细胞突变,apocynin-the只有一个测试在共培养实验推动了运动神经元承受no-longer-supportive环境。

“我们相信,我们可以使用这个系统作为氧化损伤的快速药物筛选试验确定的最佳候选人后续长期共培养实验,“Marchetto说。

而SOD1基因突变的影响的研究提供重要线索的可能原因运动神经元死亡,只有一小部分的ALS情况下实际上是由于突变;其他未知的遗传原因显然存在。

“诱导多能干细胞技术的快速进步很快就会让我们产生不同的干细胞,可以用于我们的共培养试验获得新的见解ALS的不同原因,”盖奇说。