科学:利用人脑器官揭示结节性硬化症的起源

来源：原创网站2022-01-28 16:49

在一项新的研究中，在脑器官的帮助下，奥地利科学院、维也纳医科大学等研究机构的研究人员可以确定，结节性硬化症(TSC)是一种罕见的神经发育遗传疾病，它是在发育过程中产生的，而不仅仅是遗传的。通过这些来自患者的人脑实验室模型，他们确定这种疾病的起源是独特的人尾侧晚期中间神经元祖细胞(cau

2022年1月28日/Bion/-在一项新的研究中，在大脑器官的帮助下，奥地利科学院、维也纳医科大学等研究机构的研究人员可以确定，结节性硬化症(TSC)是一种罕见的神经发育遗传疾病，它是在发育过程中产生的，而不仅仅是在大脑中产生的。通过这些来自患者的人脑实验室模型，他们确定这种疾病的起源是人类独特的尾侧中间神经元祖细胞(Clip)。这些结果进一步表明，只有使用人类来源的脑器官模型，才能很好地理解影响人脑的疾病的病理学。相关研究成果于2022年1月28日发表在《科学》杂志上，标题为“人类中间神经元预测因子启动子在脑肿瘤和神经系统缺陷中的扩增”。

人脑之所以复杂，很大程度上是因为发展涉及到独特的人类过程，其中很多还是我们目前科学知识的空白。TSC在这方面也不例外，因为长期以来，根据从动物模型中获得的数据，它被描述为一种主要的性疾病。现在，这篇论文的合著者、奥地利科学院分子生物技术研究所科学主任于尔根a克诺布里奇及其研究团队的突破性研究，利用患者衍生的脑器官模型，揭开了这种罕见的神经发育性疾病的神秘面纱。Knoblich解释说：“我们对TSC根本原因的研究，使我们发现了一种独特的人脑祖细胞类型。这解释了为什么其他实验室模型不能很好地确定这种疾病的病理。”

在妊娠中期，尾侧胸膜神经节隆起中的CLIP细胞产生迁移到皮质的中间神经元。图片来自science，2022，doi :10.1126/science . abf 5546。

在许多受影响的患者中，TSC表现出严重的癫痫和精神症状，如自闭症和学习困难。从形态学的角度来看，TSC的特点是在患者大脑中发现一些描述明确的体征。其中，良性病变存在于大脑的特定区域，病变称为大脑皮层中的“块茎”。长期以来，这两种形态扭曲被归因于原因。然而，患者样本的分析结果与流行的理论不同，主要是关于结节的。该论文的合著者、奥地利科学院分子生物技术研究所Knoblich团队的研究助理Nina Corsini解释说，“为了研究TSC，我们开发了这种疾病的脑器官模型：三维细胞培养，我们用它来模拟大脑，我们可以从任何患者身上获取脑器官。”

在这项新的研究中，克诺布里奇的团队从几名受影响的患者身上培养了类似大脑的器官。该方法可用于研究患者大脑在某一发育阶段的分子和细胞机制。论文第一作者Oliver Eichmller解释说，“通过这种方法，我们发现，就像在患者的大脑中一样，这些类似大脑的器官会生长出来，并具有类似于患者结节的无序区域。”

然而，再现疾病的病理生理特征只是第一步。Eichmller说，“通过进一步探索原因，我们发现这两种异常是由人脑特有的一种细胞类型过度增殖引起的。这些细胞被称为尾侧晚期中间神经元祖细胞，简称CLIP细胞。它们是在人类大脑的发育阶段发现的，但不是在老鼠这样的动物身上。”科西尼说：“我们的研究表明，我们的大脑非常复杂，比大多数动物的大脑复杂得多。”

Knoblich团队不仅将TSC与其他神经发育和神经精神疾病进行了比较，还与影响人脑的恶性疾病进行了比较，推测这些疾病也可能是由人类独特的发育过程引起的。Knoblich说，“我们在大脑发育和病理学中发现的人类特有的原理也可能适用于其他已知的疾病，这些疾病目前还没有治疗方法。”

2013年，奥地利科学院分子生物技术研究所建立人脑器官成为全球头条新闻。Knoblich实验室利用这项技术研究了人脑发育的隐藏过程和影响人脑的几种疾病。凭借他们目前的发现，克诺布里奇的团队现在可以揭示神经科学和医学中一个未解之谜。克诺布里奇说，“我们显然不会就此止步。下一步，我们的目标是通过进一步调整我们的技术来研究更多的神经精神疾病。我们相信，这种人类衍生的实验室模型最终将帮助我们确定长期被忽视的独特人类机制。”(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

Oliver L. Eichmller等人。Science，2022，doi :10.1126/science . abf 5546。

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