Nat Neurosci：携带神经炎症的阿尔兹海默症新模型
2018-09-17 佚名 生物通
麻省总医院的一个研究小组首次在培养系统中引入了神经炎症（neuroinflammation）制造出了一个高度模拟阿尔兹海默症背后机理的新实验模型。该系统结合了为神经元提供支持和一些免疫功能的神经胶质细胞，文章发表在顶级神经科学杂志《Nature Neuroscience》。
麻省总医院的一个研究小组首次在培养系统中引入了神经炎症（neuroinflammation）制造出了一个高度模拟阿尔兹海默症背后机理的新实验模型。该系统结合了为神经元提供支持和一些免疫功能的神经胶质细胞，文章发表在顶级神经科学杂志《Nature Neuroscience》。
“最初，我们设计的阿尔兹海默症体外模型只包含一些典型的患者大脑中的斑块和缠结，并没有引起神经炎症，”神经退行性疾病研究所遗传学和衰老研究部门主任Rudolph Tanzi博士说。“但是如果只有这些斑块和缠结并不会引发疾病症状，一旦神经炎症发生，更多神经元开始死亡，这才导致了痴呆和认知障碍。为了完整地模拟阿尔兹海默症，我们必须引入象征着‘第三条腿’的工具。”
早在2014年，该研究小组曾在一篇《Nature》文章中描述过一种基于凝胶的3D培养系统，该系统由Doo Yeon Kim博士开发，它可以诱导携带早发性家族阿尔兹海默症（FAD）遗传变异的人类患者神经细胞中β淀粉样蛋白和神经纤维缠结形成。这篇文章是证实淀粉样蛋白沉积导致Tau蛋白形成缠结的第一块基石。
最新文章的共同通讯作者Hansang Cho为我们带来了更新系统，他曾经采用一种微流体装置测量过小胶质细胞的迁移。
在当前的研究中，Cho和文章一作Joseph Park博士等人将携带FAD突变的神经干细胞培养在Cho设计的微流体装置的中心腔内，几周后，分化出来的神经元和星形胶质细胞就会充满高水平的β淀粉样蛋白和tau，以及被视为可助长阿尔兹海默症的神经炎症。
如果将人类小胶质细胞置于装置外腔，它们很快就会发生结构变化，随后迁移至内腔。一旦小胶质细胞到达内腔，它们就会直接攻击神经元，对它们的关键结构造成明显损伤，同时，培养细胞中的炎性因子（如TNF-α、IL-6和IL-8）水平也跟着显着升高。6天后，中央腔内神经元和星形胶质细胞的损失率高达20%。
“我们还发现，阻断小胶质细胞的两种受体（干扰素受体γ和toll样受体）可以阻止神经炎症，这为药物开发开辟了新机会，”哈佛医学院神经病学教授Tanzi说。“该系统可以帮助我们更好地了解导致痴呆的病理事件和时间轴，筛选合适的阻止斑块沉积、缠结形成和神经炎症的药物。”
原始出处：Park J, Wetzel I, Marriott I, et al. A 3D human triculture system modeling neurodegeneration and neuroinflammation in Alzheimer's disease. Nat Neurosci. 2018 Jul;21(7):941-951.
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