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科学家已经使用技术重建了肥胖患者的大脑神经元

科学家已经使用“一碟中的疾病”技术重建了肥胖患者的大脑神经元,为研究大脑在肥胖症中的作用提供了一种新方法,并可能帮助调整针对特定个体的治疗方法。

Cedars-Sinai生物医学科学助理教授Dhruv Sareen博士说:“我们已经迈出了开发一个强大的平台的第一步,该平台可以用来评估实验性疗法对特定患者的效果。“最终,我们正在为个性化医学铺平道路,其中可以为具有不同遗传背景和疾病状态的肥胖患者定制药物。”

Sareen是有关此发现的研究的高级作者,该研究由Cedars-Sinai研究人员领导,并于今天发表在《细胞干细胞》杂志上。

根据联邦统计,超过三分之一的美国成年人肥胖,这种疾病使他们患心脏病,中风,糖尿病和某些癌症的风险更高。“我们之所以要进行这项研究,是因为肥胖症和相关的代谢性疾病是全球流行病,而且每年还在以惊人的速度增长。”萨琳说。“更令人担忧的是儿童肥胖的增加,这可能对子孙后代产生持久影响。”

这项新的研究集中在大脑的下丘脑区域,该区域调节饥饿,口渴,体温和其他需要激素控制的功能。一些研究表明,肥胖可能部分源于某些下丘脑神经元的基因突变。这些神经元产生并响应影响代谢的化学物质,并帮助大脑和胃肠道相互交流。当这些神经元发生故障时,一个人可能在吃饱时可能会感觉不适,应停止进食,从而导致体重增加。

Sareen说:“了解这种信号传导过程如何在细胞水平上起作用,对于为今后的肥胖症治疗策略提供急需的线索非常重要。”“但是这个过程很难调查,因为活着的患者的下丘脑组织不容易直接检查。”

这项新研究通过使用干细胞技术在人体外复制下丘脑神经元,展示了解决这一障碍的方法。

在他们的研究中,研究人员从五个超肥胖个体和七个正常体重个体中抽取了血液和皮肤细胞。超级肥胖的定义是体重指数为50或更高,而正常分数低于25。研究人员将这些细胞通过基因重编程为诱导性多能干细胞(iPSC),可以在体内产生任何类型的细胞。诱导iPSC产生特殊的下丘脑神经元。由于它们的产生方式,这些“盘中神经元”与捐赠原始细胞的个体患者的基因相匹配。

当研究人员将超肥胖个体的iPSC产生的神经元与正常体重个体的神经元进行比较时,他们发现了显着差异。超级肥胖的神经元包含多个基因突变,并且对调节饥饿,饱腹感和新陈代谢的几种激素有异常反应。

“这些研究结果表明,iPSC技术是研究肥胖症以及基因与环境之间的相互作用如何影响肥胖症发展的一种有力方法,” Sareen说道,他负责Cedars-Sinai理事会再生医学诱导多能干细胞核心设施的研究。研究所。“我们可靠,有效地将多个iPSC分化为下丘脑神经元,并使用复杂的基因表达和统计技术,证明这些神经元与人类下丘脑组织相似。”

他补充说,在实现该方法的全部潜力之前,需要执行几个中间步骤。

Cedars-Sinai研究科学家,该研究的第一作者Uthra Rajamani博士说,该研究发现的一个局限性在于,特殊的下丘脑神经元与人体的其他大脑中枢以及肠道,肝脏,胰腺进行通讯。和其他器官。仅使用一种类型的细胞很难在盘中复制这种整合。

“在未来的研究中,我们希望展示iPSC产生的下丘脑神经元与其他相关细胞类型之间的功能性通讯,并在培养皿中创建相关的人体电路-这些神经元可以像在人体中一样与其他器官进行通讯,拉贾曼尼说。

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