大脑科学家诱导再生细胞在亨廷顿氏舞蹈症

研究人员已经能够调动大脑的原生干细胞补充一种神经元在亨廷顿氏舞蹈症。

在这项研究中,发表在《细胞》杂志上干细胞,科学家们能够触发生产新的神经元在老鼠身上的疾病和表明,新的大脑细胞成功地融入现有的神经网络,大大延长治疗小鼠的生存。

“这项研究展示了一个全新概念的可行性治疗亨廷顿氏舞蹈症,通过招募大脑内源性神经干细胞再生细胞失去了这种疾病,“说罗切斯特大学医学中心(URMC)神经学家史蒂夫高盛,医学博士博士,罗切斯特的转化神经医学中心的主任。

亨廷顿氏病是一种遗传性神经退行性疾病的特点是一个特定的细胞类型的损失称为中带刺的神经元细胞,是运动控制的关键。

影响的疾病,大约30000人在美国,导致无意识的动作,协调问题,最终,在认知能力下降和抑郁。目前没有办法减缓或修改这个致命的疾病。

对高盛来说,他的策略来治疗这种疾病背后的想法出现在他几十年的金丝雀的神经可塑性的研究。

鸣鸟像金丝雀好奇生物学家,因为他们的能力——独特的动物王国——制定新的神经元在成年人的大脑。

这个过程称为成年神经发生,高盛和费尔南多Nottebohm首次被发现的洛克菲勒大学在1980年代早期,当两个意识到学习新的歌曲添加了新的神经元区域的鸟类的大脑中负责控制声音。

“我们使用金丝雀本质上为我们提供了我们需要的信息了解如何添加新神经元成人脑组织,”高盛表示。“一旦我们掌握了这个发生在鸟类,我们如何复制过程在成年哺乳动物的大脑”。

人类已经拥有的能力来创建新的神经元。高盛的实验室演示了在1990年代,字体的神经元前体细胞中存在心室内膜结构中发现人类大脑的核心。

在早期发展,这些神经元细胞积极生产。然而,出生后不久神经干细胞停止生成神经元而产生神经胶质,家庭的支持细胞弥漫中枢神经系统。

人类大脑的某些部分继续产生神经元到成年,最突出的例子是海马记忆形成和存储的地方。

但在纹状体,该地区的大脑被亨廷顿氏舞蹈症,这种能力是“关闭”的成年。

高盛和他的团队在过去的十年里试图解开负责指导神经干细胞的精确的化学信号时创建神经元和神经胶质细胞。

最关键的线索直接来自金丝雀的早期研究。在鸟的大脑的一部分获得新的歌曲和神经元补充说,科学家们观察到受监管的一种叫做脑衍生神经营养因子的蛋白质的表达,或脑源性神经营养因子。当触发这种蛋白质的生产,当地的神经干细胞指示产生神经元。

与此同时,科学家们也意识到他们必须同时抑制这些干细胞生成神经胶质的偏见。他们发现当BDNF结合另一个分子被称为‘诺金’——一个蛋白质,抑制神经胶质细胞的化学通路决定创建——他们可以成功地使用干细胞的分子机械生产的神经元。

下一个挑战是如何实现这两种蛋白质- BDNF和‘诺金’-精确的和可持续的方式的大脑区域参与亨廷顿氏舞蹈症。为此,他们与爱荷华州大学的科学家合作,修改病毒基因治疗,叫做腺相关病毒,提供必要的分子神经干细胞指令。

病毒感染的靶细胞在小鼠的大脑与亨廷顿氏舞蹈症和引发的持续表达BDNF和‘诺金’。这反过来激活邻近的神经干细胞开始生产中带刺的运动神经元。

新神经元不断生成和迁移到纹状体,该地区的大脑影响亨廷顿氏舞蹈症,然后集成到现有的神经网络。

研究人员能够显著延长治疗小鼠的生存,在某些情况下,他们的预期寿命加倍。研究人员还设计了一个标记新的神经元,观察到大脑内的细胞长纤维遥远的目标,建立电子通信。

后建立了能够生成新的更换神经元在亨廷顿氏病小鼠模型,研究人员还证明了他们可以复制这种技术的大脑中正常的松鼠猴,让研究更接近一步在人类身上测试。

“持续交付的BDNF和‘诺金’到成人的大脑显然增加了神经发生和延迟疾病进展相关,”高盛表示。“我们相信,我们的数据显示,这一过程是一个可行的治疗策略的可行性亨廷顿氏舞蹈症。”