医学进展
2012年11月号
医学进展
在他乡

iPSC成为治疗帕金森症的新希望

    美国哈佛医学院的Oliver Cooper等通过在患者来源的细胞中探究疾病征象和测试细胞如何对药物治疗做出反应,将个体化的帕金森氏病治疗又向前推进了一步。这些研究结果发表在《科学-转化医学》杂志上。

    研究人员从患有家族性帕金森氏病患者采集皮肤细胞,将这些皮肤细胞重编程为神经元。他们发现来自不同类型帕金森氏病患者的神经元显示出共有的困厄和易损性迹象。这一小组的首个目标就是要将患者的皮肤细胞转化为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC),iPSC是一种经重编程的行为上与胚胎干细胞相似的成体细胞。该团体研究人员随后利用生长条件结合生长刺激分子诱导这些iPSC成为了神经元,其中包括在帕金森氏病中死亡的神经元类型。患者基因组有17个区域具有可影响帕金森氏病发病风险的常见变异。研究人员还确定了9个突变可导致该疾病的基因。

    研究者们生成了来自5名家族性帕金森氏病患者的iPSC。通过集中研究其家族性病例,而非散发病例,他们希望能有更好的机会看到疾病进程中和治疗反应中的模式。其中3名患者具有LRRK2基因突变,另2名则具有PINK1基因突变。研究人员还生成了来自这两名同胞家庭的未罹患帕金森氏病或具有与其相关已知突变的成员的iPSC。由于此前的研究表明帕金森氏病与线粒体功能破坏有关,研究人员寻找了患者来源神经元中受损线粒体的迹象。线粒体可将氧和葡萄糖转变为细胞能源。研究人员发现具有LRRK2突变的患者细胞中耗氧率较低,具有PINK1突变的细胞中耗氧率则较高。在PINK1突变细胞中,研究人员还发现对于氧化性应激的易损性增高,理论上这一损害过程可用抗氧化剂抵消。

    接下来,研究人员测试了来自患者和健康志愿者的神经元是否易受多种毒素的影响,其中包括一些靶向线粒体的毒素。相比于来自健康个体的神经元,患者来源的神经元更有可能在接触线粒体毒素后受损或死亡。患者来源的神经元还经受了更多来自毒素的损害。

    这些研究结果表明iPSC细胞计数可用于帮助确定临床试验患者的分组。迄今为止,帕金森氏病的干预试验还没有集中于特异的患者群或疾病形式,因为少有线索指引研究者走向个体化医疗。尽管当前的研究侧重的是家族性帕金森氏病,iPSC细胞计数还是可用于确定疾病机制以及散发性帕金森氏病最有希望的治疗。(作者:李秋实)

参考文献:《Science Translational Medicine》2012;4:141-190

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