http://www.physorg.com/news/2011-03-human-stem-cells-key-neurons.html
March 4, 2011
西北大學醫學院研究者首度將人類胚胎幹細胞轉變成一種關鍵類型的神經元，那在阿茲海默症患者身上提早死亡，而且是記憶喪失的主因。
這種能再程式化（reprogram，重編程）幹細胞，並培養無限量供應之人類神經元的新技術，使得針對阿茲海默症進行迅速的一波藥物測試成為可能，讓研究者能研究為何神經元死亡，且有可能導致將新神經元移植到阿茲海默症患者身上。
這篇論文將被發表在三月四日的 Stem Cells 期刊中。
這些關鍵神經元，稱為基底前腦膽鹼性神經元（basal forebrain cholinergic neurons，BFCN），幫助海馬迴（hippocampus）找回（retrieve）腦中的記憶。在阿茲海默症初期中，是「找回記憶的能力」喪失了，而非記憶本身。在腦中，這些神經元這是相對小型的一群，而且它們的喪失對於回憶能力有著迅速且具毀滅性的效應。
"現在，我們學到如何製造這些細胞，我們可在組織培養皿中研究它們，並找出我們該怎麼做才能預防它們死亡，" 資深研究作者 Jack Kessler M.D. 表示，神經學系主任以及西北大學 Feinberg 醫學院 Davee 幹細胞生物學教授，同時也是西北大學紀念醫院內科醫師。
本論文第一作者為 Christopher Bissonnette，前神經學系博士生，他在 Kessler 的實驗室待了六年，破解幹細胞的遺傳密碼以製造這些神經元。其研究受到他死於阿茲海默症的祖父的激勵。
"此技術是要製造這些神經元，並允許這些細胞能無限量在實驗室內生長，讓其他科學家可以研究為何這一族群的細胞會選擇性地在阿茲海默症當中死亡，" Bissonnette 表示。
能夠製造這些細胞也意味著研究者可迅速檢測數千種不同的藥物，看看哪種能使這些在挑戰性環境中的細胞存活。這些迅速檢測技術被稱為高輸出篩檢（high-throughput screening）。
Kessler 與 Bissonnette 證明，新製造的神經元作用與原本的一樣。他們將新神經元移植到老鼠的海馬迴中並證明神經元運作正常。這些神經元產生軸突，或連接纖維，到海馬迴，並排出乙醯膽鹼（acetylcholine），一種為海馬迴所需，用以從腦中其他部份找出記憶的化學物質。
人類皮膚細胞被轉變成幹細胞接著變成神經元
在一項新的、未發表的研究中，西北大學醫學院科學家也發現第二種製造這些神經元的新穎方法。他們從人類皮膚細胞製造人類胚胎幹細胞（稱為 iPS cells，誘導式多能性幹細胞），接著使這些轉變成神經元。
科學家以來自三群人身上的皮膚細胞製造出這些幹細胞及神經元：阿茲海默症患者、沒阿茲海默症家族史的健康病人以及有阿茲海默症家族史且因遺傳突變或未知原因而使此疾發展之可能性增加的健康病人。
"這賦予我們一種新方法來研究罹患人類阿茲海默症的細胞，" Kessler 說。"這些是有真正疾病的真人。這也是那為何如此令人振奮的緣故。"
因其祖父的阿茲海默症而受到激勵的研究者
Bissonnette 在受到看著祖父死於阿茲海默症的童年記憶的激勵下，使得他在對面經常挫敗的研究時還能夠堅持不懈。
"我看著這種病緩慢且無情地摧毀他的記憶與個性，而我無力幫助他，" Bissonnette 回憶道。"這驅使我成為科學家。我想要發現新的治療方法來逆轉阿茲海默症所造成的損害。"
"我的目標是使人類幹細胞變成新的健康替代細胞，讓它們有朝一日能被移植到病患的腦部，幫助他們的記憶再度正常運作，" 他說。
Bissonnette 得要培養與測試數百萬個細胞以便找出如何開啟確切的基因序列將這些幹細胞轉變成膽鹼性神經元（cholinergic neuron）。
"幹細胞具有變成差不多是體內任何細胞的潛力，從心臟細胞到一層皮膚，" 他解釋。"其發展是由一連串事情所致，那慢慢使它形成最終細胞類型。"
但這還不足以形成神經元。Bissonnette 得要學習如何將它們穩定，這樣它們才能活至少超過 20 天，以便證明它們是正確的細胞。
"因為這是全新研究，人們不曉得哪種組織培養基質是人類神經元所喜歡的，" 他說。"一旦我們找出來，它們就能無限期地（indefinitely）活著。"
※ 相關報導：
＊ The Controlled Generation of Functional Basal Forebrain Cholinergic Neurons from Human Embryonic Stem Cells
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/stem.626/abstract
Christopher John Bissonnette, Ljuba Lyass,＊ 研究者使老鼠皮膚細胞直接轉換成神經元，跳過IPS 階段
Bula J Bhattacharyya, Abdelhak Belmadani, Richard J Miller,
John A Kessler
Stem Cells, online: 4 MAR 2011
doi: 10.1002/stem.626
＊ 研究證明阿茲海默症、唐氏症與動脈硬化症之間關連
＊ 耶魯發現 amyloid-beta 與 prion 在阿茲海默症中的關係
＊ 研究額顳葉退化症中研院解開失憶、失智之謎
＊ 阿茲海默症的記憶問題源自腦中漂蕩的蛋白質團塊
＊ 改寫教課書：新發現挑戰神經元如何運作的傳統智慧
＊ 美阿茲海默症新診斷標準納入生物標記
＊ 美用人類胚胎幹細胞醫療病患
沒有留言:
張貼留言