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Cell:鉴定出中脑内产生多巴胺的细胞

来源:生物谷 2016-10-11 20:23


2016年10月11日/生物谷BIOON/--在一项新的研究中,来自瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员在小鼠和人类的中脑内鉴定出产生多巴胺的细胞。他们也开发出一种方法来评估在体外培养的产生多巴胺细胞的质量,这对帕金森病研究有很大的益处。相关研究结果发表在2016年10月6日那期Cell期刊上,论文标题为“Molecular Diversity of Midbrain Development in Mouse, Human, and Stem Cells”。

中脑的胚胎发育对希望发现更好的帕金森病疗法的科学家们而言是非常感兴趣的。这种疾病的症状是由中脑内产生多巴胺的细胞发生丢失而造成的,这种丢失导致运动功能退化。

迄今为止,还不存在治疗这种疾病的方法,但是研究人员非常希望在实验室中利用干细胞产生的新细胞来替换丢失的产生多巴胺的细胞。

然而,这项研究面临的一种障碍是人们对人中脑知之甚少,这意味着对体外培养的产生多巴胺的细胞与内源性的产生多巴胺的细胞之间的相似性的了解也是缺乏的。

来自卡罗林斯卡学院医学生物化学与生物物理学系的Sten Linnarsson教授说,“为了更多了解这一点,我们利用单细胞分析来研究单个细胞中的基因活性。我们鉴定出体外培养的产生多巴胺的细胞,并且将它们与人类大脑和小鼠体内的这些细胞进行比较。”

在Linnarsson教授、Ernest Arenas教授以及博士生Gioele La Manno和Daniel Gyllborg的领导下,研究人员发现25种不同类型的细胞,包括之前未知的产生特定类型神经元的未成熟细胞(放射状胶质细胞)亚型。一项令人吃惊的发现是这些体外的细胞培养物几乎拥有与人中脑内相同程度的多样性和复杂性。

Linnarsson说,“它们在组成上与大脑中的相应细胞是相类似的,但是它们并不是完全一样的,而且很可能不会发挥相同的功能。我们的目标就是产生体外培养的细胞,而且它们尽可能地类似于在大脑中形成的那些细胞。”

这项研究也开发出一种评估干细胞样品质量的方法,其中这种方法是通过与在胚胎中观察到的细胞进行一番努力的比较而获得的。这种方法对理解大脑发育是高度有意义的,特别对有朝一日能够在临床试验中移植到人体内的这些细胞的质量进行评估是高度有意义的。

Arenas教授说,“我们需要知道我们会将什么东西植入人大脑中。迄今为止,我们仅能够在胎儿产生多巴胺的细胞中测试一些标志物。我们的新方法为进行质量评估和研究帕金森病提供全新的机会。”

能够比较来自两种物种的产生多巴胺的细胞

这也是首个方法被开发出来比较来自两种物种---小鼠和人类---的产生多巴胺的细胞。考虑到这个领域的所有研究是在小鼠体内有效地完成的,这就为科学家们提供一种非常重要的工具。

Linnarsson教授说,“就细胞类型和基因活性而言,人类和小鼠胚胎发育如此相似是令人吃惊的。我们的研究因此能够被视作为针对小鼠体内产生多巴胺的细胞进行的研究是有效的证据。”(生物谷 Bioon.com)

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Molecular Diversity of Midbrain Development in Mouse, Human, and Stem Cells

Gioele La Manno7, Daniel Gyllborg7, Simone Codeluppi, Kaneyasu Nishimura, Carmen Salto, Amit Zeisel, Lars E. Borm, Simon R.W. Stott, Enrique M. Toledo, J. Carlos Villaescusa, Peter Lönnerberg, Jesper Ryge, Roger A. Barker, Ernest Arenas, Sten Linnarsson

doi:10.1016/j.cell.2016.09.027

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