决心攻克老年痴呆症成因难题,希望之城微型大脑模型来帮忙 健康

2021-09-02
摘要:阿尔茨海默病(又称老年痴呆症)的真正成因至今仍然不明。据悉,目前中国 60 岁及以上老年人中老年痴呆症患者约有 1507 万。根据中国老龄协会最新发布的《认知症老年人照护服务现状与发展报告》指出,2030 年中国老年痴呆症患者将达到 2220 万,2050 年将达到 2898 万。 大多数患有记忆障碍的人都会有迟发性阿尔茨海默病,...

阿尔茨海默病(又称老年痴呆症)的真正成因至今仍然不明。据悉,目前中国 60 岁及以上老年人中老年痴呆症患者约有 1507 万。根据中国老龄协会最新发布的《认知症老年人照护服务现状与发展报告》指出,2030 年中国老年痴呆症患者将达到 2220 万,2050 年将达到 2898 万。

云图片

大多数患有记忆障碍的人都会有迟发性阿尔茨海默病,但目前,医学界大多数研究仍集中在早发性/遗传性阿尔茨海默病上。

由世界知名的癌症、糖尿病和其他危及生命疾病的研究和治疗中心——希望之城所领导的研究人员开发了一个强大的微型大脑平台,用于研究阿尔茨海默病的成因以及对痴呆症正在开发的药物进行测试。近日,《尖端科学》(Advanced Science)期刊刊发了这项最新研究。

云图片

“由于还不能完全理解阿尔茨海默病药的病理机制,因此在药物研发上一直困难重重。”希望之城贝克曼研究所发育和干细胞生物学部干细胞生物研究分部主任兼神经系统科学 Herbert Horvitz 教授史艳红博士表示。

“该领域的临床前研究主要使用的是动物模型,但人类和动物(如啮齿动物等)之间存在巨大差异,尤其是在大脑结构方面。我们在希望之城已经创建了一个使用人类干细胞技术来研究阿尔茨海默病的微型大脑模型,并有望找到治疗这种毁灭性疾病的新方法。”

希望之城的研究人员成功使用源自人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 技术的“大脑类器官”模拟散发性阿尔茨海默病(该病最常见的形式)。由于阿尔茨海默氏症是一种老年疾病,科学家们将模型置于血清中以模拟与年龄相关的血脑屏障破坏。然后他们通过不同的实验运行类器官,以测试已知的阿尔茨海默氏症生物标志物(包括淀粉样蛋白斑和陶蛋白缠结的上升水平以及与认知能力下降相关的突触断裂)和由该病引起的其他病理表型。

云图片

据阿尔茨海默病协会报告,全美有超过 600 万人患有阿尔茨海默病,其死亡人数超过乳腺癌和前列腺癌的总和。令人心碎的是,这种退行性疾病不仅会影响被诊断出患有这种疾病的老人,还会影响到他们的主要照顾者、家人和朋友。目前尚无治愈之法,可用的治疗方法仅能针对症状而非根源,因此治标不治本。

“其他使用大脑类器官探讨阿尔茨海默病的研究使用的是表型年轻的微型大脑模型,但要真正了解阿尔茨海默病发作时的状况,就需要使用与年龄相关的模型,这就是我们在这个研究项目中所做的将微型大脑置于血清中。”该研究的第一作者、希望之城的博士后研究员 Xianwei Chen 博士说道表示,“我们相信我们所创造的这个与年龄相关的大脑类器官将提供一个强大的平台,帮助我们找到影响人体最复杂器官相关疾病的有效治疗方法。”

使用大脑类器官的临床前研究发现,接触血液中的血清会诱发多种阿尔茨海默氏症症状,这表明针对多种病理改变的联合疗法可能比目前正在开发的单靶点疗法更加有效。研究人员对占阿尔茨海默病(95% 为散发性,5% 为遗传性)绝大多数病例的迟发性或称散发性阿尔茨海默病进行了研究。他们发现尝试只采用单一疗法(如仅抑制淀粉样蛋白或陶蛋白等)并不能分别降低淀粉样蛋白或陶蛋白二者水平的水平,这表明这两种关键生物标志物可能独立导致疾病进展。此外,接触血液中的血清(模仿渗漏的血脑屏障)可能导致突触连接中断,帮助大脑记住事物并正常运作。

云图片

转化基因组学研究所 (TGen) 神经基因组学教授 Matt Huentelman 博士表示,希望之城开发的大脑模型为探索这种夺取人类记忆的疾病的新兴疗法提供了新途径。Huentelman 博士是阿尔茨海默病遗传研究领域的顶级专家,但并未参与这项研究。

“使用在希望之城领导的这项研究中所开发的模型可以帮助加速对潜在治疗方案的评估,为阿尔茨海默病患者及其家人带来新的希望。”

这项名为《在血清中人脑类器官模拟散发性阿尔茨海默病》的研究由加州大学欧文分校、班纳太阳健康研究所、班纳阿尔茨海默病研究所和圣路易斯华盛顿大学合作完成。研究得到了Louise and Herbert Horvitz慈善基金会、Siddell-Kagan 基金会、Christopher 家族捐赠创新基金、美国国立卫生研究院国家老龄化研究所(R01 AG056305、RF1 AG061794、R56 AG061171、P30 AG019610 DA048813、R01 AG056303、P30 AG066519)以及美国国立卫生研究院国家癌症研究所 (P30CA33572)的大力支持。

云图片

希望之城成立于1913年,位于美国西岸,是针对癌症、糖尿病和其他威胁生命的疾病的独立生物医学研究和治疗中心,同时是骨髓移植和免疫疗法(例如CAR T细胞疗法)的领导者。希望之城是美国国家癌症机构指定的综合性癌症中心和美国综合癌症网络协会创始成员,它的转化研究和个性化治疗方案在世界范围内促进了医疗服务,人类合成胰岛素和多种突破性抗癌药都是基于该机构开发的技术而来。为帮助中国癌症患者的远程诊疗,希望之城开发了“远程第二诊疗意见服务 RSO”。通过这项服务,患者不仅可以免去来回奔波的辛苦,也降低了前往医院感染其他病毒的风险,因而有助于减轻焦虑情绪。


意见反馈