当星形胶质细胞攻击:干细胞在神经退化模型显示可能的机制
一项新的研究发表在神经元由纽约干细胞基金会(NYSCF)研究所的瓦伦蒂娜Fossati,博士创建astrocytes-an积分支持细胞在大脑干细胞和显示,在地域性的环境中,这些细胞可以变成neuron-killers通常有帮助。
“我们现在可以创建干细胞从任何个人,看看这道菜星形胶质细胞如何发挥作用在多发性硬化症等疾病,帕金森症和阿尔茨海默氏症,”NYSCF首席执行官苏珊·所罗门说。“这将揭示的毁灭性的神经退化的过程,指出我们对有效治疗的患者越来越多。”
创建星形胶质细胞的干细胞
星形胶质细胞、星形细胞构成一半以上的细胞在中枢神经系统,属于一个类别大脑被称为神经胶质细胞提供重要的支持神经元在大脑中。援助星形胶质细胞在代谢过程中,调节大脑回路的连接,参与炎症信号,并帮助调节血流量穿过血脑屏障,在其他职责。脑功能的重要组成部分,但经常被忽视的研究药物开发最近,尽管越来越多的证据牵连到他们在许多神经系统疾病。
大多数研究的星形胶质细胞在小鼠模型已经完成,但它已被证明,老鼠人类星形胶质细胞星形胶质细胞不太一样。这意味着,人类的许多方面星形胶质细胞功能,包括一些可能与疾病相关的行为,并没有完全被老鼠模型。
“字段需要一个可靠的方法使人类星形胶质细胞的干细胞,这样我们就能更好的进行他们如何可能导致神经退行性疾病Fossati博士解释说:“NYSCF研究所高级研究人员。“以前,药物失败并没有特别有针对性的星形胶质细胞。现在,药物针对星故障可以确定使用病人细胞。”
Fossati博士的研究小组建立在他们以前公布的协议将干细胞转化为神经胶质细胞等小胶质细胞(大脑的免疫细胞)和少突胶质细胞(细胞帮助神经元通讯)识别蛋白质标记,CD49f,星形胶质细胞中表达,可以用来隔离他们从混合细胞群在实验室培养皿或人类的大脑,促进下游的研究。
“我们很高兴看到stem-cell-derived星形胶质细胞分离与CD49f表现典型的星形胶质细胞的方式做:它们占用的谷氨酸,应对炎症,从事phagocytosis-which就像“细胞吃”——并鼓励成熟的射击模式和连接神经元,“Fossati博士说。
该小组还证实,CD49f存在于星形胶质细胞中发现人类大脑组织。
“我们着眼于人类大脑组织样本来自健康的捐赠者和阿尔茨海默氏症患者,发现这些星形胶质细胞也表达了CD49f-suggesting这个星形胶质细胞的蛋白质是一个可靠的指标在健康和疾病的双重身份。”
当星形胶质细胞的流氓
配备一个协议来创建干细胞功能的星形胶质细胞细胞然后,团队将注意力转向如何这些星形胶质细胞开始表现不好的疾病。
最近的工作从Shane Liddelow博士,纽约大学(NYU),这项研究的合作者,发现星形胶质细胞可以成为有毒的流氓,他们通常支持的神经元。
“我们观察到小鼠炎症环境中星形胶质细胞活性状态,实际上攻击神经细胞而不是支持他们,”Liddelow博士解释说,神经科学和心理学助理教授在纽约大学格罗斯曼医学院眼科。“我们发现反应性星形胶质细胞在神经退行性疾病患者的大脑,但是没有一个人类干细胞模型,无法找出他们了,他们在做什么在病人的大脑。”
Fossati博士试图用她的人类干细胞模型来确定Liddelow博士所观察到的老鼠也可以发生在人类身上。她的团队暴露健康stem-cell-derived星形胶质细胞inflammation-essentially模仿大脑神经退行性的环境diseases-collected副产品,然后让这些分泌物接触健康的神经元。
“我们看到在盘子里证实了Liddelow看见老鼠博士:神经细胞开始死亡,“Fossati博士说。“观察这个“流氓星形胶质细胞”现象在人类疾病模型表明,它可能是实际发生在病人和开门干涉这个过程的新疗法。”
该小组还发现stem-cell-derived星形胶质细胞暴露于炎症失去典型的星形胶质细胞功能:不支持神经元成熟或射击很好,和他们没有吸收尽可能多的谷氨酸。他们还改变了形态,失去特色“长臂”和承担更狭隘的星状。
”随着分泌毒素,杀死神经元,我们也看到,stem-cell-derived星形胶质细胞在典型地域性环境根本不履行工作,可能导致神经功能障碍,“Fossati博士指出。”例如,因为他们不占用正常谷氨酸,谷氨酸神经元可能留下的太多,这可能会导致神经元萎缩,这是我们在新疗法可能的目标。”
总之,这些发现打开令人兴奋的新途径的研究,为研究人员提供一个新系统来探索机制疾病。
“我期待使用我们的新系统进一步探讨星形胶质细胞功能的复杂性在阿尔茨海默氏症,多发性硬化症,帕金森症,和其他疾病,“Fossati博士说。“我们已经看到有趣的行为可能解释神经退化时,我希望这项工作将我们指向新的治疗这些患者的机会。”
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