将来自四名精神分裂症患者的皮肤细胞转变成大脑细胞(即神经元),并使其在实验器皿中发育,研究人员首次利用活的大脑细胞来观察这一复杂的精神疾病。

研究人员指出,培育出的神经元相互之间的连结较健康大脑细胞之间的联结更少。这项研究不仅可以帮助人们了解这种危害全球百分之一人口(美国约有300万人)的精神疾病的起因,并且向着为患者提供个性化药物迈出了一大步。

“这一方法的令人振奋之处就在于可以观察由患者派生出的神经元,而这几乎完全等同于这一特定患者自身的神经元。”作为研究人员的宾西法尼亚州立大学生物学副教授陈功(音)说。研究人员利用这一方法可以研制出针对某一特定患者的最有效的药物,而不需要患者本人逐一尝试。

“这样患者就相当于有了本人专用的小白鼠,用于设计他或她的治疗方案,而无需亲自参与实验。”陈功这样说。该项研究内容刊登在4月13日的《自然》(Nature)期刊。

神奇的细胞

研究诸如精神分裂症这种精神类疾病的困难就在与难于获取人的大脑细胞以及难于剔除环境因素对该疾病的影响而仅专注于遗传学因素。
“没有人知道环境对该疾病的影响占多大比重。”另一位博士后研究人员Kristen Brennand说,“通过在器皿中培育神经元我们就可以完全排除环境因素的影响而只从生物学角度考虑问题。”

于是研究小组,其中还包括索尔克遗传学实验室教授Fred Gage,从收集患者的皮屑细胞开始,将取自4名有家族遗传病史的精神分裂症患者的皮肤细胞的时钟回拨。研究人员利用基因工程方法将这些细胞转变成未分化的干细胞,又叫做诱导多能干细胞。从而避免了直接提取受试者的神经元。

“多能干细胞就像一种空白模板一样,”陈功说,“在发育过程中这些干细胞分化成各种各样具有特定功能的细胞类型,如肌肉细胞,大脑细胞或血液细胞等。”

研究小组将这些干细胞培育成大脑细胞并且将得到的神经元与取自健康人体的诱导多能干细胞形成的神经元进行对比。

病因揭秘

“没有人知道环境对该病的影响有多大,”Brennand说,“通过在器皿中培育神经元就可以排除环境因素的影响而专注于生物学方面的研究。”

他们确实有了一些新的发现。Brennand将这些实验室神经元接触经过基因修改过的狂犬病毒,已知该病毒可以沿着大脑细胞间的联结运动,利用这一示踪介质发现精神分裂症神经元之间的联结较少,细胞体上生出的触突也较少。

遗传学分析表明,这些神经元中有近600种基因的功能是异常的,其中25%的基因已经在过去的研究中被证实与精神分裂症有关。

研究小组进一步测试了5种抗精神病类药物:氯氮平、洛沙平、奥氮平、利培酮和硫利达嗪的作用,即改善精神分裂症患者脑细胞之间的神经联接活性。其中只有洛沙平明显地改善了所有精神分裂症患者的脑细胞神经联接活性。

最后值得提到的是,这项结果有助于反驳人们对于精神类疾病的一些偏见,“许多人认为,只要患者努力克服困难,问题就可以得到解决,”Gage说,“但是我们却证明了确实存在着与环境因素无关的生物学意义上的神经元功能异常。”

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8 Responses to “将精神病人皮肤细胞培育为大脑细胞”

  1. lohu说道:

    这么神奇?

  2. 陈毅说道:

    啊,沙发!

  3. 二次元说道:

    原来是培养出来实验用的,还以为是移植用的呢——

  4. 七七说道:

    很创新的想法哦

  5. ZHX说道:

    这样的干细胞培养应该没有争议了吧。。。

  6. 菜菜说道:

    好东西

  7. 菜菜说道:

    好东西

  8. [...] 陳軍 編譯,崔略商 審稿 / 本文來自科學松鼠會資訊小分隊 [...]

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