研究人脑的微小“活”模型有助于研究人员了解大脑的衰老,并找到治疗阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的关键。

昆士兰大学11月2日消息

昆士兰大学(University of Queensland,UQ)的科学家们发现了不同的细胞机制,可以加速或减少脑细胞退化。

Ernst Wolvetang 教授在昆士兰大学的澳大利亚生物工程和纳米技术研究所(Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology)研究类器官,这是一种非常模仿人脑的模型。

“我们发现人脑类器官可用于研究驱动大脑衰老过程的分子机制,” Wolvetang  教授说。

“这为测试许多分子开辟了道路,这些分子可能成为许多神经退行性疾病的潜在治疗药物。”

Ernst Wolvetang 教授

Wolvetang 教授和 Julio Aguado 博士利用这些类器官发现,在一种罕见的神经退行性疾病——共济失调性毛细血管扩张症(Ataxia-Telangiectasia ,A-T)中,DNA泄漏加速了衰老。

在另一个研究项目中,Wolvetang 教授和 Mohammed Shaker 博士发现,增加“抗衰老”蛋白 klotho 的水平可以减少与年龄和失智症相关的脑细胞退化。

人类干细胞来源的神经元中的阿尔茨海默病斑块

“抗衰老”蛋白和阿尔茨海默病治疗

Mohammed Shaker 博士使用干细胞技术培育出具有发育中的人类大脑的细胞构成和结构的类器官,以研究 klotho。

“我们通过基因改变 klotho 水平来研究蛋白质增加对类器官脑细胞的影响——并发现它使衰老过程减缓了 89%,”Shaker 博士说。

“我们的研究清楚地表明,这种蛋白质对减少大脑衰老的影响具有强大而直接的作用。

“如果我们能找到一种方法来增加人类脑细胞中的 klotho,这可能有助于阻止或减缓阿尔茨海默病。”

该团队的研究[1]已发表在《衰老与疾病机制》(Aging and Mechanisms of Disease)杂志上。

研究于2021年8月2日发表在《Aging and Mechanisms of Disease》(最新影响因子:4．333)杂志上

DNA 泄漏和共济失调性毛细血管扩张症(A-T)

Julio Aguado 博士使用来自 A-T 患者的干细胞来培育类器官,他知道患有这种疾病的儿童缺乏对 DNA 修复至关重要的蛋白质,细胞可能会出现过早衰老的迹象。

“我们发现 DNA 从细胞核中泄漏,导致炎症并导致脑细胞随着年龄的增长自然退化,” Aguado 博士说。

“我们的研究结果表明,A-T 可以被认为是一种加速衰老的疾病。

“这为这种目前无法治愈的疾病的治疗选择开辟了一条全新的途径。”

该研究[2]已发表在《衰老细胞》( Aging Cell )杂志上。

研究于2021年8月30日发表在《Aging Cell》(最新影响因子:9．304)杂志上

参考文献

Source:University of Queensland

‘Live’ brain models used in hunt for Alzheimer’s treatment

References:

[1]． Shaker, M．R．, Aguado, J．, Chaggar, H．K． et al． Klotho inhibits neuronal senescence in human brain organoids． npj Aging Mech Dis 7, 18 (2021)． https://doi．org/10．1038/s41514-021-00070-x

[2]． Aguado J, Chaggar HK, Gómez-Inclán C, Shaker MR, Leeson HC, Mackay-Sim A, Wolvetang EJ． Inhibition of the cGAS-STING pathway ameliorates the premature senescence hallmarks of Ataxia-Telangiectasia brain organoids． Aging Cell． 2021 Sep;20(9):e13468． doi: 10．1111/acel．13468． Epub 2021 Aug 30． PMID: 34459078; PMCID: PMC8441292．

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