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重大突破!专“吃”婴儿大脑的绝症首被攻破,科学家制作了首个人体模型

CHEN

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Leigh氏综合征又称Leigh氏脑病、亚急性坏死性脑病,是婴幼儿期亚急性地进行性遗传变性疾病。

1951英国神经病理学家Denis Leigh首先描述1例7个月发病的婴儿病例,主要表现瞳孔对光反射消失,四肢强直,耳聋。患者发病3天后死亡,尸检发现对称性丘脑,中脑,脑桥,延髓和脊髓后索损伤。该病目前没有治疗方案。

患者中经常突变的基因之一是SURF1,它编码一种参与细胞能量产生过程的蛋白质。动物模型没有重现在携带SURF1突变的患者身上看到的缺陷。因此,科学家们没有工具来开始理解疾病机制和确定可能的治疗目标。

近日一项发表在《自然通讯》的研究成果显示,科学家制作了这种罕见疾病的第一个人类模型。

为了实现这一目标,团队采用了细胞重编技术,这种技术能够将皮肤细胞转化为能够产生神经元的干细胞。然后,他们使用分子剪刀CRISPR/Cas9从患者细胞中精确去除突变,并将突变引入对照细胞。

由此,研究人员能够在受控的遗传背景下研究SURF1突变的特定效应。接下来,他们产生了神经元和大脑器官,具有三维结构,重现了早期人类大脑发育的特征。

使用这些模型,作者发现患者身上看到的神经元缺陷可能是由神经前体(产生神经元的细胞)水平上的能量缺乏引起的。这些能量缺陷导致神经元分支不足,致使发育过程中大脑功能不正常。

最后,团队证明,神经元分支缺陷可以通过使用SURF1基因替代疗法或使用目前对儿童临床使用安全的药物苯扎贝特(Bezafibrate)来改善祖细胞的能量输出来纠正。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-22117-z


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