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新型干细胞模型模拟阿尔茨海默病的机制
时间:2019-10-8 9:29:34 评论:0 收藏本文 复制本页地址 (按Ctrl+D可以收藏到浏览器)

德国德累斯顿的科学家已经成功地在一个新的、基于干细胞的模型系统中模拟了阿尔茨海默病的机制,该系统复制了人类大脑组织的特征。研究人员说,这种实验工具可以用来研究病理学机制,并帮助找到新的治疗方法。他们的研究结果发表在《发育细胞》杂志上,表明调节免疫系统可以触发神经元修复过程,从而可能帮助大脑更好地应对阿尔茨海默病。这项研究涉及德国神经退行性疾病中心(DZNE),莱布尼茨研究所(Leibniz Institute)。德累斯顿聚合物研究中心(IPF)、德累斯顿再生疗法中心(CRTD)以及德国和国外的其他机构。

通过使用新的疾病模型,研究人员发现了一种方法来指导所谓的干细胞产生神经元。这启动了修复过程。专家称这种现象为“神经元再生”。

神经干细胞是神经元的祖细胞。它们自然地存在于大脑中,因此构成了新神经元的储存库。然而,在阿尔茨海默病中,神经干细胞失去了这种能力,因此无法替换因疾病而失去的神经元,”DZNE和CRTD的当前研究和研究小组负责人Caghan Kizil博士解释道。我们的研究结果表明,调节免疫系统可以释放神经干细胞构建新神经元的潜能。这些新细胞促进了再生,可能有助于大脑更好地应对疾病。这指出了一种潜在的治疗方法,我们打算进一步探讨。如果它能在人类身上发挥作用,我们现在不能说。目前,这仍然是基础研究。”

三维网络

新的疾病模型是基于嵌入在聚合物水凝胶中的人类干细胞。这种柔软透明的生物材料由糖胺聚糖肝素、合成聚合物聚乙二醇和各种功能肽单元组成。然后,在体积小于1毫升的小培养井中培养细胞。”IPF生物材料项目负责人、Biofuncti教授Carsten Werner强调说,这种可调谐的聚合物系统可以结合有效的分子和物理信号,引导细胞生成三维网络,让人想起人脑的神经元网络。CRTD处的ONAL聚合物材料。他指出,当前的设置可能会进一步小型化:“文化环境的规模几乎不相关。原则上,我们可以使用更小的体积。”

一种关键酶的相关报道可能有助于败血症病例的研究尽管承诺失败,但干细胞倡导者再次希望纳税人资助亿万富翁研究者逆转干细胞老化过程“其他基于人类干细胞的疾病模型已经存在”。然而,他们不适合解决我们关于神经元再生的研究问题。我们有信心,我们的系统在某些方面是前所未有的,例如干细胞以类似于大脑的方式工作的能力。”

因此,克孜尔看到了各种各样的应用:“由于这些特性,我们的模型不仅可以用于研究疾病过程。我也看到了在制药工业中的应用。在这里,它可以应用于药物开发的早期阶段,以检测化合物。”

病理特征的复制

当按照这种培养方法生长的细胞暴露在“淀粉样β”中,淀粉样β是阿尔茨海默病的相关蛋白,典型的病理特征就出现了。这包括淀粉样β聚集物:臭名昭著的“斑块”。此外,研究人员还观察到tau蛋白在神经元内的沉积,这是阿尔茨海默病的另一个标志。此外,他们还发现了大量的神经元和突触损伤。然而,应用免疫系统分子“白细胞介素-4”诱导神经干细胞产生新的神经元。这减轻了β淀粉样蛋白引发的有害影响。

新疗法的基础?

“在人脑中,免疫反应具有多种影响——既有害又有益。然而,我们的研究结果表明,通过调节这些机制,我们可以对抗阿尔茨海默病。有趣的是,除了显示白细胞介素-4的有益作用外,我们的数据还表明这种益处与一种称为Kynuric酸的代谢产物的调节有关。这一点很重要,因为已知阿尔茨海默病患者大脑中的KnNurenic酸水平升高。因此,我们的模型提供了与阿尔茨海默病相关的不同参与者之间如何相互作用的线索。有鉴于此,我们的模型可能有助于为基于神经元再生的治疗铺平道路。”

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