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干细胞技术有助于确定精神分裂症可能的致病机制

干细胞技术有助于确定精神分裂症可能的致病机制

张贴:2022年5月5日
干细胞技术有助于确定精神分裂症可能的致病机制

故事亮点

在干细胞技术的帮助下,研究人员发现了一种称为高乙酰化的异常基因调控模式,这种模式可能与某些精神分裂症病例有关。他们还发现了一种叫做BRD4的特殊蛋白质,如果被阻断或抑制,可能有助于减轻畸变的严重程度。

一个由四名BBRF受赠人组成的团队进行的新研究表明,通过分析实验室中生长的神经元,利用干细胞技术,研究复杂精神疾病的病因具有重要价值。

在中报告的实验中自然通信,2014年BBRF青年研究员伊恩·梅兹博士。霍华德·休斯医学研究所研究员,西奈山伊坎医学院研究员,2019年BBRF青年研究员Lorna A.Farrelly博士。同样在西奈山,他和同事们利用干细胞技术鉴定了一种参与基因表达调控的蛋白质,这种蛋白质的抑制可能有助于改善与早期病理学相关的神经元异常精神分裂症. 更令人感兴趣的是,有一种已知的药物可以抑制所讨论的蛋白质,这表明在某些情况下,未来可能有一种治疗甚至预防精神分裂症的方法。

由包括BBRF科学委员会成员在内的研究人员于本世纪第二个十年开发Ronald McKay博士。,斯图尔特·安德森医学博士。,弗雷德·盖奇博士。克里斯汀·布伦南博士。“人类诱导多能干细胞”(hiPSC)技术涉及从个体中无害地采集细胞(通常是皮肤细胞),然后对这些细胞进行基因重组,以重新发育为其他类型的细胞。当被重新编程为神经细胞时,这些婴儿细胞在培养皿中生长,并可以与其他发育中的神经元一起形成“类器官”,其中神经元和活体大脑中的其他细胞连接在一起,形成功能网络。

干细胞技术不仅使研究人员能够产生几乎无限数量的活体人类神经元,克服了必须依靠死后脑组织来研究精神病患者脑组织的问题。同样重要的是,每一个细胞都完美地代表了患者的复杂基因,患者捐献的皮肤细胞是类器官的基础。

这使得hiPSC技术在精神分裂症等疾病的研究中具有独特的价值,在精神分裂症等疾病中,遗传因素与病因密切相关,许多情况下,病理学被假设起源于大脑的早期发育——类器官可以在实验室中重现这一阶段。

该团队包括BBRF科学委员会成员Brennand博士(2018年BBRF Maltz奖获得者、2016年独立研究员和2012年年轻研究员)和2011年BBRF Lieber奖获得者以及2010年和1998年BBRF杰出研究员Carol A.Tamminga医学博士。,诱导精神分裂症患者的皮肤细胞重新发育为前脑中的神经元。前脑细胞处理来自感官的信息,参与思考、感知、产生和理解语言,以及控制运动功能。

该团队对来自患者样本的重编程神经元进行了一项重要观察,这些细胞正在成熟:他们检测到表观遗传活动的异常模式。表观遗传学是指影响特定基因在细胞中表达方式的分子过程。每个人类细胞都包含一个人的整个基因组,而包括表观遗传因子在内的基因调节因子决定了特定基因在身体或器官(如大脑)中何时何地被激活或抑制,具体取决于生物环境。

研究小组发现的异常表观遗传模式被称为超乙酰化。乙酰分子是附着在DNA包装蛋白上的表观遗传因子之一,可促进或抑制基因激活。高乙酰化意味着有太多的乙酰分子附着在称为组蛋白的DNA束上。这会导致一个或多个基因受到异常调节。

研究小组还发现了一种叫做BRD4的特殊蛋白质,当其在“读取”给定组蛋白的表观遗传状态的活动中被阻断或抑制时,可以恢复或减轻由高乙酰化引起的异常基因表达的严重程度。实验表明,BRD4抑制剂可能特异性地缓解与精神分裂症相关的一种异常基因表达。

这是令人兴奋的,因为在其他研究中,一种名为JQ1的药物被证明可以阻止BRD4等蛋白质与捆绑DNA之间的相互作用。该药物已经在抗癌应用中进行了测试,但正如研究小组所指出的那样,“使用此类抑制剂(BRD4和相关蛋白)来缓解精神分裂症相关基因表达的潜力尚未探索。”

研究小组提出,用JQ1治疗可能“部分挽救”与精神分裂症相关的基因表达异常。他们说,他们的结果证明有必要对这种可能性进行进一步的实验研究。

除了Brennand博士和Maze博士外,中国清华大学博士李海涛也是团队的高级成员。

干细胞技术有助于确定精神分裂症可能的致病机制2022年5月5日,星期四

一个由四名BBRF受赠人组成的团队进行的新研究表明,通过分析实验室中生长的神经元,利用干细胞技术,研究复杂精神疾病的病因具有重要价值。

在中报告的实验中自然通信,2014年BBRF青年研究员伊恩·梅兹博士。霍华德·休斯医学研究所研究员,西奈山伊坎医学院研究员,2019年BBRF青年研究员Lorna A.Farrelly博士。同样在西奈山,他和同事们利用干细胞技术鉴定了一种参与基因表达调控的蛋白质,这种蛋白质的抑制可能有助于改善与早期病理学相关的神经元异常精神分裂症. 更令人感兴趣的是,有一种已知的药物可以抑制所讨论的蛋白质,这表明在某些情况下,未来可能有一种治疗甚至预防精神分裂症的方法。

由包括BBRF科学委员会成员在内的研究人员于本世纪第二个十年开发Ronald McKay博士。,斯图尔特·安德森医学博士。,弗雷德·盖奇博士。克里斯汀·布伦南博士。“人类诱导多能干细胞”(hiPSC)技术涉及从个体中无害地采集细胞(通常是皮肤细胞),然后对这些细胞进行基因重组,以重新发育为其他类型的细胞。当被重新编程为神经细胞时,这些婴儿细胞在培养皿中生长,并可以与其他发育中的神经元一起形成“类器官”,其中神经元和活体大脑中的其他细胞连接在一起,形成功能网络。

干细胞技术不仅使研究人员能够产生几乎无限数量的活体人类神经元,克服了必须依靠死后脑组织来研究精神病患者脑组织的问题。同样重要的是,每一个细胞都完美地代表了患者的复杂基因,患者捐献的皮肤细胞是类器官的基础。

这使得hiPSC技术在精神分裂症等疾病的研究中具有独特的价值,在精神分裂症等疾病中,遗传因素与病因密切相关,许多情况下,病理学被假设起源于大脑的早期发育——类器官可以在实验室中重现这一阶段。

该团队包括BBRF科学委员会成员Brennand博士(2018年BBRF Maltz奖获得者、2016年独立研究员和2012年年轻研究员)和2011年BBRF Lieber奖获得者以及2010年和1998年BBRF杰出研究员Carol A.Tamminga医学博士。,诱导精神分裂症患者的皮肤细胞重新发育为前脑中的神经元。前脑细胞处理来自感官的信息,参与思考、感知、产生和理解语言,以及控制运动功能。

该团队对来自患者样本的重编程神经元进行了一项重要观察,这些细胞正在成熟:他们检测到表观遗传活动的异常模式。表观遗传学是指影响特定基因在细胞中表达方式的分子过程。每个人类细胞都包含一个人的整个基因组,而包括表观遗传因子在内的基因调节因子决定了特定基因在身体或器官(如大脑)中何时何地被激活或抑制,具体取决于生物环境。

研究小组发现的异常表观遗传模式被称为超乙酰化。乙酰分子是附着在DNA包装蛋白上的表观遗传因子之一,可促进或抑制基因激活。高乙酰化意味着有太多的乙酰分子附着在称为组蛋白的DNA束上。这会导致一个或多个基因受到异常调节。

研究小组还发现了一种叫做BRD4的特殊蛋白质,当其在“读取”给定组蛋白的表观遗传状态的活动中被阻断或抑制时,可以恢复或减轻由高乙酰化引起的异常基因表达的严重程度。实验表明,BRD4抑制剂可能特异性地缓解与精神分裂症相关的一种异常基因表达。

这是令人兴奋的,因为在其他研究中,一种名为JQ1的药物被证明可以阻止BRD4等蛋白质与捆绑DNA之间的相互作用。该药物已经在抗癌应用中进行了测试,但正如研究小组所指出的那样,“使用此类抑制剂(BRD4和相关蛋白)来缓解精神分裂症相关基因表达的潜力尚未探索。”

研究小组提出,用JQ1治疗可能“部分挽救”与精神分裂症相关的基因表达异常。他们说,他们的结果证明有必要对这种可能性进行进一步的实验研究。

除了Brennand博士和Maze博士外,中国清华大学博士李海涛也是团队的高级成员。