新的大腦模型提供了針對阿爾茨海默氏癥洞察力和認(rèn)知能力下降的預(yù)測

由布萊根婦女醫(yī)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究已經(jīng)建立了一個(gè)新的資源，用于在個(gè)體化水平上探索和理解阿爾茨海默病 (AD)。該團(tuán)隊(duì)從 50 多個(gè)不同個(gè)體中生成了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC) 系，這些個(gè)體還可以獲得縱向臨床數(shù)據(jù)、定量神經(jīng)病理學(xué)數(shù)據(jù)以及豐富的腦組織遺傳和分子分析。該團(tuán)隊(duì)通過一系列研究證明了這種新資源的力量，這些研究將這些人類干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腦細(xì)胞，然后分析培養(yǎng)皿中這些活神經(jīng)元中活躍的分子通路。該團(tuán)隊(duì)確定了與認(rèn)知能力下降和 AD 相關(guān)的淀粉樣蛋白 β 蛋白 (Aβ) 和 tau 蛋白的特定形式，并發(fā)現(xiàn)了影響這些有毒物質(zhì)產(chǎn)生的信號(hào)通路。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《神經(jīng)元》上。

“我們發(fā)現(xiàn)人類不同的遺傳背景會(huì)產(chǎn)生不同的 Aβ 和 tau 譜，”布里格姆神經(jīng)病學(xué)部的Tracy Young-Pearse 博士說。“就個(gè)體阿爾茨海默病的臨床結(jié)果而言，這些干細(xì)胞衍生的神經(jīng)元圖譜具有預(yù)測性。來自 AD 和認(rèn)知正常人的大量人類細(xì)胞系為科學(xué)界提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以解開為什么有些人會(huì)患上 AD 而另一些人不會(huì)。”

該研究利用了一項(xiàng)大型跨機(jī)構(gòu)協(xié)作工作，該工作跟蹤了來自拉什大學(xué)宗教秩序研究 (ROS) 和拉什記憶與衰老項(xiàng)目 (MAP) 的一群人。所有參加 ROS 和 MAP 研究的人都沒有 AD 病史或任何其他神經(jīng)系統(tǒng)診斷，但隨著時(shí)間的推移，其中超過三分之一的人繼續(xù)發(fā)展為 AD。干細(xì)胞系是從這些人中超過 50 人的血液樣本中產(chǎn)生的，這些人平均活到 90 歲。當(dāng)受試者還活著時(shí)，為每個(gè)人收集了詳細(xì)的臨床記錄和全基因組測序。死后，死者的大腦也被研究并與培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的腦細(xì)胞進(jìn)行比較。

研究人員測量了干細(xì)胞衍生神經(jīng)元產(chǎn)生的 Aβ 和 tau，發(fā)現(xiàn)特定的 Aβ 和 tau 種類與大腦中斑塊和纏結(jié)沉積的水平以及認(rèn)知能力下降的軌跡有關(guān)。

“如果你查看來自 50 個(gè)人的細(xì)胞培養(yǎng)樣本，你可以從 Aβ 和 tau 分析預(yù)測該人認(rèn)知狀態(tài)的一些特征：他們的認(rèn)知能力下降率以及他們是否患上 AD，這絕對是非常了不起的，”Young-皮爾斯說。

作者認(rèn)識(shí)到，由于 ROS 和 MAP 隊(duì)列的參與者主要是歐洲血統(tǒng)的白種人，他們的觀察可能不適用于更多樣化的人群。研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)著手開發(fā) 50 種新的 iPSC 系，這些系將來自有色人種和非白種人群體。

Young-Pearse 說：“這是整個(gè)社區(qū)、全世界科學(xué)家都可以使用的資源。”“我們已經(jīng)在世界各地?fù)碛写蠹s 50 個(gè)實(shí)驗(yàn)室，開始在他們的研究中使用這些細(xì)胞。”

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