由布萊根婦女醫(yī)院的研究人員領(lǐng)導的一項研究已經(jīng)建立了一個新的資源，用于在個體化水平上探索和理解阿爾茨海默病 (AD)。該團隊從 50 多個不同個體中生成了誘導多能干細胞 (iPSC) 系，這些個體還可以獲得縱向臨床數(shù)據(jù)、定量神經(jīng)病理學數(shù)據(jù)以及豐富的腦組織遺傳和分子分析。該團隊通過一系列研究證明了這種新資源的力量，這些研究將這些人類干細胞轉(zhuǎn)化為腦細胞，然后分析培養(yǎng)皿中這些活神經(jīng)元中活躍的分子通路。該團隊確定了與認知能力下降和 AD 相關(guān)的淀粉樣蛋白 β 蛋白 (Aβ) 和 tau 蛋白的特定形式，并發(fā)現(xiàn)了影響這些有毒物質(zhì)產(chǎn)生的信號通路。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《神經(jīng)元》上。
“我們發(fā)現(xiàn)人類不同的遺傳背景會產(chǎn)生不同的 Aβ 和 tau 譜，”布里格姆神經(jīng)病學部的Tracy Young-Pearse 博士說。“就個體阿爾茨海默病的臨床結(jié)果而言，這些干細胞衍生的神經(jīng)元圖譜具有預(yù)測性。來自 AD 和認知正常人的大量人類細胞系為科學界提供了一個強大的實驗系統(tǒng)，可以解開為什么有些人會患上 AD 而另一些人不會。”
該研究利用了一項大型跨機構(gòu)協(xié)作工作，該工作跟蹤了來自拉什大學宗教秩序研究 (ROS) 和拉什記憶與衰老項目 (MAP) 的一群人。所有參加 ROS 和 MAP 研究的人都沒有 AD 病史或任何其他神經(jīng)系統(tǒng)診斷，但隨著時間的推移，其中超過三分之一的人繼續(xù)發(fā)展為 AD。干細胞系是從這些人中超過 50 人的血液樣本中產(chǎn)生的，這些人平均活到 90 歲。當受試者還活著時，為每個人收集了詳細的臨床記錄和全基因組測序。死后，死者的大腦也被研究并與培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的腦細胞進行比較。
研究人員測量了干細胞衍生神經(jīng)元產(chǎn)生的 Aβ 和 tau，發(fā)現(xiàn)特定的 Aβ 和 tau 種類與大腦中斑塊和纏結(jié)沉積的水平以及認知能力下降的軌跡有關(guān)。
“如果你查看來自 50 個人的細胞培養(yǎng)樣本，你可以從 Aβ 和 tau 分析預(yù)測該人認知狀態(tài)的一些特征：他們的認知能力下降率以及他們是否患上 AD，這絕對是非常了不起的，”Young-皮爾斯說。
作者認識到，由于 ROS 和 MAP 隊列的參與者主要是歐洲血統(tǒng)的白種人，他們的觀察可能不適用于更多樣化的人群。研究團隊已經(jīng)著手開發(fā) 50 種新的 iPSC 系，這些系將來自有色人種和非白種人群體。
Young-Pearse 說：“這是整個社區(qū)、全世界科學家都可以使用的資源。”“我們已經(jīng)在世界各地擁有大約 50 個實驗室，開始在他們的研究中使用這些細胞。”
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