科学家们已经确定了在帕金森病中死亡的特定脑细胞,并发现了是什么让它们如此脆弱。
由布罗德研究所的神经生物学家 Tushar Kamath 和 Abdulraouf Abdulraouf 领导的研究小组研究了死于上述两种疾病的人的脑细胞与未患任何疾病或痴呆症的人相比。
他们发现了一组“高度容易”退化的细胞,这可能是治疗干预的主要候选者。 该研究还揭示了遗传风险如何可能导致帕金森病。
帕金森病是一种进行性神经退行性疾病,其特征是无法控制的运动,例如颤抖、言语困难和平衡问题,并且随着时间的推移会恶化。 它是由产生多巴胺的神经细胞受损引起的,多巴胺是一种调节情绪和身体运动的化学信使。
损失中脑黑质部分的多巴胺能神经元是帕金森病的病理标志。 虽然并非所有多巴胺能脑细胞都会死亡,但我们尚未牢牢掌握使某些神经元比其他神经元更容易患病的分子特征。
这项最新研究背后的科学家团队着手从死于帕金森病或路易体痴呆症的人的大脑中分离出数千个单独的神经元并绘制地图。鲜为人知的痴呆症它可以单独发生或与其他脑部疾病一起发生。
卡马斯及其同事研究了从人类脑组织样本中分离出的大约 22,000 个脑细胞,这些样本包括 10 名死于帕金森病或路易体痴呆症的人,以及 8 名未患任何一种疾病的人。
通过测量单细胞中的基因活性水平,研究小组确定了黑质中产生多巴胺的神经元的 10 种不同亚型,每种亚型均可通过其基因活性谱进行区分。
但在帕金森病患者的大脑中,一组多巴胺能神经元基本上缺失。
经过仔细检查,他们发现与其他神经退行性疾病中的细胞死亡相关的分子过程在这组特定的多巴胺能神经元中得到增强,并且他们准确地指出了细胞通常所在的位置:黑质致密部的下侧。
更重要的是,这部分神经元的基因表达最高,这些基因会带来患帕金森病的风险,这可能解释了它们独特的脆弱性。
换句话说,帕金森病的已知遗传风险因素可能会作用于“影响其生存的最脆弱的神经元”,卡马斯和同事写在他们的论文中。
然而,值得注意的是,帕金森病和路易体痴呆是两种不同的疾病,它们具有一些相似的特征:中脑多巴胺能神经元丢失,细胞内形成称为路易体的异常蛋白质团块,并且人们经常经历相同的三联征运动障碍。
鉴于这些相似之处,这项新研究“提供了有关这两种疾病常见变化的宝贵信息”,写卡罗林斯卡研究所的分子神经生物学家欧内斯特·阿里纳斯 (Ernest Arenas) 在该研究的评论中说道。
然而,他警告说,由于采样人数较少,一些特定疾病的变化可能未被充分体现和未被发现。
尽管如此,现在我们对最容易患帕金森病的细胞以及它们的致病因素有了更多的了解,研究人员可以在实验室中通过对皮肤细胞进行重新编程来改造它们——首先将其变成柔韧的细胞。,然后分析卡马斯和同事识别出的脑细胞类型。
这个艰苦的过程可以让科学家探索该疾病的遗传驱动因素,筛选潜在的候选药物,甚至探索帕金森病再生医学的可能性。
将像这样的单细胞测序研究的信息与现有的成像数据、组织病理学研究和基因组分析相结合也将有助于加深我们对帕金森病的定义特征的理解,阿里纳斯添加。
“这是一项至关重要的任务,因为我们识别[帕金森病]标记物和可操作靶点的能力将决定我们为这种破坏性疾病开发新疗法的能力,”他写。
该研究发表于自然神经科学。