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與人類相比,斑馬魚(Zebrafish)具有出色的再生能力:如果腦細胞由于疾病或損傷而丟失,它們很容易從所謂的祖細胞再生。德國神經(jīng)退行性疾病研究中心(German Center for Neurodegenerative Diseases,DZNE)和德累斯頓理工大學(Technische Universit?t DresdenTUD)的研究人員用復雜的方法對這些祖細胞進行了詳細的描述,并確定它們由八個不同的亞群組成。在一個淀粉樣蛋白(阿爾茨海默病的一個標志)積累的魚類模型中,只有這些種群中的一部分增加了增殖以恢復丟失的細胞。表征這些祖細胞增殖能力的分子基礎將有助于確定治療人類阿爾茨海默病的新候選靶分子。這項研究發(fā)表在《細胞報告》,(Cell Reports)上。 阿爾茨海默病的特點是在大腦中有毒的蛋白質(zhì)積聚,即所謂的β淀粉樣聚集物,導致神經(jīng)元細胞死亡?!焙芏喟柎暮D⊙芯慷技性诜乐股窠?jīng)元死亡上,”位于德累斯頓DZNE的Helmholtz年輕研究組(Helmholtz Young Investigator Group)組長、都柏林德累斯頓再生療法中心(Center for Regenerative Therapies Dresden,CRTD)的研究人員、該研究的主要作者Caghan Kizil說。我們看到了另一種方法來誘導丟失細胞的再生?!?/p> 這是一項具有挑戰(zhàn)性的任務,因為人類大腦的再生能力相當有限。成人大腦中有一些神經(jīng)干細胞產(chǎn)生新的細胞,但它們只存在于兩個限制區(qū)域,并且只產(chǎn)生少量的神經(jīng)元。相比之下,斑馬魚很容易再生丟失的腦組織。 斑馬魚和哺乳動物在進化上是有聯(lián)系的。因此,我們認為哺乳動物的再生能力是潛意識存在和進化的,” Kizil說。我們可以從研究斑馬魚的分子途徑和細胞相互作用中學習,并利用這些知識更好地了解如何在小鼠和最終在人類中促進再生?!?/p> 在目前的研究中,研究人員使用“單細胞測序”對斑馬魚大腦中的細胞進行了前所未有的詳細描述,這是一種對單個細胞中所有激活基因進行檢測的復雜方法。Kizil和他的同事確定了8個迄今為止未知的不同祖先群體。當他們用阿爾茨海默病特有的毒性β淀粉樣聚集物挑戰(zhàn)大腦時,這些人群中的一些(但不是全部)增加了增殖并產(chǎn)生了新的細胞。 此外,研究人員還闡明了每個細胞群的分子程序是如何隨著β淀粉樣的變化而變化的。這些數(shù)據(jù)現(xiàn)在可以用來識別在淀粉樣蛋白積累的魚類模型中觸發(fā)再生的候選基因。作為原則的證明,研究小組挑選了一種類似的候選物質(zhì),一種稱為成纖維細胞生長因子8的信號分子,表明它能誘導對β淀粉樣蛋白也有反應的祖細胞和干細胞群的增殖。 現(xiàn)在,研究人員已經(jīng)確定了斑馬魚中對β淀粉樣蛋白有反應而增殖的細胞群以及引發(fā)這種反應的分子途徑,他們可以將這些數(shù)據(jù)應用于小鼠和人類。哺乳動物與這些新發(fā)現(xiàn)的斑馬魚祖先種群的等價物是什么?它們能通過適當?shù)挠|發(fā)機制被誘導增殖嗎?我們將首先使用鼠標作為模型系統(tǒng)來解決這些問題,” Kizil說,“但最終,我們希望我們的研究將揭示誘導再生作為人類阿爾茨海默病新治療方法的策略?!?/p> 參考文獻 Source:DZNE - German Center for Neurodegenerative Diseases How fish brain cells react to Alzheimer's disease Reference: Mehmet Ilyas Cosacak, Prabesh Bhattarai, Susanne Reinhardt, Andreas Petzold, Andreas Dahl, Yixin Zhang, Caghan Kizil. Single-Cell Transcriptomics Analyses of Neural Stem Cell Heterogeneity and Contextual Plasticity in a Zebrafish Brain Model of Amyloid Toxicity. Cell Reports, 2019; 27 (4): 1307 DOI: 10.1016/j.celrep.2019.03.090 關愛父母 關注阿爾茨海默病 |
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