腦細胞(圖:Wellcome Images)

阿茲海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一種神經系統疾病,在老年人中尤為常見,會影響患者的記憶和情緒,給患者及其家人帶來極大不便。

一直以來,研究人員研究阿茲海默症時通常都用小鼠的腦細胞。現在,美國加州大學爾灣分校(UCI)的神經生物學家發明了一種方法,把人體皮膚細胞轉化成腦細胞,從而用人類的細胞研究阿茲海默症,幫助科學家研究並增加對這疾病的了解。

從皮膚細胞到腦細胞

研究使用的皮膚細胞由加州大學阿茲海默症研究中心的患者捐獻。研究人員首先將皮膚細胞轉化為誘導多功能幹細胞(iPS),然後用特定的分化因子,誘導其發育為一種特定的腦細胞——小膠質細胞(microglia)。

小膠質細胞在所有腦細胞中佔 10%-15%,可以清除大腦中的死亡細胞和殘骸,處理炎症,還參與神經網路的發育和維持。

加州大學神經生物學和行為系研究人員 Mathew Blurton Jones 介紹說,小膠質細胞在阿茲海默症和其他中樞神經系統疾病中都扮演重要角色。最近的研究表明,新發現的阿茲海默症風險基因會影響小膠質細胞的行為。利用小膠質細胞,科學家可以更深入地研究這些基因的功能,測試潛在的治療方法。

可持續性研究材料

毫無疑問,比起小鼠細胞,用人類細胞可以更精確地研究神經系統疾病,有針對性地開發相應的治療策略。由於人類皮膚細胞易於獲取,這種方法可以為阿茲海默症研究提供高通量、可持續性的研究細胞。

利用轉化的腦細胞,加州大學的科學家們研究了阿茲海默症病理和小膠質細胞之間的相互作用。此外,他們還利用誘導出的小膠質細胞建立三維大腦模型。目標是研究小膠質細胞和其他大腦細胞之間的相互作用,以及它們如何影響阿茲海默症及其他神經疾病的發展。

大腦是人體最重要的器官之一,受傷或老化對大腦的損害會嚴重影響患者的生活質量。很多神經系統疾病難以治療,阿茲海默症是其中的典型代表。如今,科學家們可以利用人體腦細胞直接研究阿茲海默症,有望加深人們對阿茲海默症的了解,這也是誘導幹細胞助力醫學的又一實例。

 

參考資料:

  1. Abud, E. M., Ramirez, R. N., Martinez, E. S. et al. (2017). iPSC-Derived Human Microglia-like Cells to Study Neurological Diseases. Neuron (94)2, 278–293.e9. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2017.03.042
  2. University of California, Irvine.(2017, April). UCI-led study to advance understanding of the role of microglia in Alzheimer’s disease. NewsWise.
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