猶他大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一系列基因工程小鼠，有望為癲癇、阿爾茨海默病和其他疾病的新研究打開(kāi)大門(mén)。
老鼠攜帶蛋白質(zhì)標(biāo)記物，這些標(biāo)記物會(huì)根據(jù)不同的鈣水平改變熒光的程度。這將允許以新的方式研究許多細(xì)胞類型，包括稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞。
“這打開(kāi)了理解大腦如何工作的可能性，”人類遺傳學(xué)研究員、該研究的資深作者彼得特維迪克博士說(shuō)。
這項(xiàng)研究于2014年8月14日發(fā)表在世界領(lǐng)先的神經(jīng)科學(xué)雜志《神經(jīng)元》上。這項(xiàng)工作是猶他大學(xué)大腦研究所的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與的三年研究的結(jié)果。第一作者是J. Michael Gee，目前正在大學(xué)攻讀生物工程學(xué)士學(xué)位和研究生學(xué)位。
“我們真的處于團(tuán)隊(duì)科學(xué)時(shí)代，”生物工程教授、大腦研究所執(zhí)行主任、該研究的通訊作者約翰懷特博士說(shuō)。
有了新的小鼠系列，科學(xué)家可以使用基于激光的熒光顯微鏡來(lái)研究活體小鼠神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的鈣指示劑，無(wú)論是在麻醉狀態(tài)下還是清醒狀態(tài)下。之所以研究鈣，是因?yàn)樗侨梭w內(nèi)重要的信號(hào)分子，可以揭示大腦的運(yùn)行情況。
利用這種方法，科學(xué)家們基本上在工作大腦中創(chuàng)造了一個(gè)窗口來(lái)研究神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用。
懷特說(shuō)：“我們相信，這將為我們提供治療癲癇以及大腦免疫系統(tǒng)如何工作的新見(jiàn)解。
據(jù)估計(jì)，在300萬(wàn)患有癲癇的美國(guó)人中，約有三分之一缺乏足夠的治療方法來(lái)治療這種疾病。
在描述與其他大學(xué)研究人員和藥理學(xué)和毒理學(xué)教授的長(zhǎng)期合作時(shí)，凱倫威爾考克斯博士說(shuō)：“我們認(rèn)為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在癲癇中會(huì)失敗。我們需要做的是找出哪些星形膠質(zhì)細(xì)胞參與了這種疾病。”
預(yù)計(jì)這項(xiàng)研究將導(dǎo)致新的藥物類別。
追蹤小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)鈣變化的能力也將為研究腦炎癥性疾病開(kāi)辟可能性。科學(xué)家說(shuō)，每一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括多發(fā)性硬化癥和阿爾茨海默病，似乎都含有炎癥成分。
“以前不可能進(jìn)行實(shí)時(shí)成像和監(jiān)測(cè)小膠質(zhì)細(xì)胞的活動(dòng)和炎癥反應(yīng)，”Tvrdik說(shuō)，尤其是在活體動(dòng)物中。過(guò)去，研究人員使用合成染料來(lái)研究死后組織，或者依靠侵入性方法。
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