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研究揭示了安格曼综合症的最早阶段

北卡罗莱纳州立大学的最新研究提供了有关Angelman综合征最早阶段的见识。这项工作还展示了如何使用人类大脑的类器官来阐明影响人类发育的遗传疾病。

Angelman综合征是一种遗传性疾病,与发育迟缓,智力残疾,言语障碍和运动问题有关。关于安格曼综合征的研究很多,主要涉及小鼠的实验室研究和人类的自然史研究。然而,尽管研究人员已经确定这种复杂的疾病与一种叫做UBE3A的基因的行为有关,而且小鼠的有力证据表明,产前时间对疾病的发展可能很重要,但研究人员还没有找到最早监测这种疾病的方法。人类神经细胞疾病的各个阶段。

该论文的作者,化学和化学学助理教授阿尔伯特·基恩(Albert Keung)说:“显然,我们无法对正在发育的人类进行研究,因此我们想知道是否有可能使用脑类器官来研究围绕UBE3A的分子动力学。” NC State的生物分子工程。“何时打开基因?药物如何影响基因和神经元功能?基因在不同类型的细胞中的行为是否不同?这些都是复杂的问题,但我们发现您可以通过脑器官模型学习到很多东西。”

人脑类器官是毫米大小的组织,由通常在大脑不同区域中发现的细胞类型组成。它们是通过培养干细胞制成的。对于这项研究,研究人员在培养细胞后监视类器官的行为长达17周。

例如,研究人员绘制了在不同类型的细胞中以及在神经发育的不同阶段关闭或打开UBE3A的时间,以及该基因在每个细胞中的活跃位置。这可以阐明诸如UBE3A可能在多大程度上调节其他基因的活性以及何时提供治疗方法最有效的事情。

研究人员发现的一件事是,UBE3A似乎在大脑组织的发育中起着重要作用,比任何人都知道的更早-甚至在培养类器官的三周之内。

该论文的第一作者,博士学位的Dilara Sen说:“我们能够观察UBE3A在类器官中的行为随时间的变化。”北卡罗来纳州立大学的学生。“我们还能够看到不同的药物如何影响基因的行为,以及这些变化如何影响类器官中神经元的功能。”

Keung说:“这是基础的概念验证工作。”“但是希望它能证明大脑类器官模型如何促进Angelman综合征患者的治疗策略的发展。我们相信该模型可以通过增进我们对该疾病的了解来做到这一点,从而可以为可能的治疗方法提供参考。我们还相信,该模型可用于筛选可作为治疗干预手段的药物。类器官模型并不是新生事物,但它们可能比我们之前预期的功能更强大。”

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