離阿茲海默症療法開發又更進一步!MIT 透過單細胞分析技術研究腦內細胞的五大機轉

0

儘管臨床學者已在阿茲海默症領域鑽研數十年,但現有的療法突破仍甚少。近期美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)的科學家於近期發表於 Nature Neuroscience 的新文獻指出,透過單細胞分析(single-cell sequencing)的技術,將能為未來阿茲海默症療法開發帶來極大的潛力。

透過單細胞分析腦內五大細胞的五種致病相關機轉

單細胞分析技術能透過檢測個別細胞的基因活性,如腦內 RNA 轉錄為 DNA 情形,進而評估細胞在大腦生物學、病理學中的功能與作用。而由博後 Mitch Murdock 與 Li-Huei Tsai 教授帶領的 MIT 研究團隊在近期發表的研究中指出,單細胞分析的結果證實了阿茲海默症影響是十分複雜且深遠的,在五種主要細胞型態中也有五種疾病形成路徑。研究團隊認為若能深入探討路徑機制,即能找出疾病的生物指標(biomarkers),以成為後續療法研發的潛力標靶。

研究團隊分別針對神經元、微膠細胞(microgila)、星狀膠質細胞(astrocytes)、寡突膠質細胞(oligodendrocytes)以及寡突前驅細胞(oligodendrocyte precursor cells)中的五種疾病路徑做分析,包含:發炎與免疫反應、脂質分子的訊號傳導路徑與機制、代謝壓力與蛋白折疊、DNA 損傷與細胞衰老(senescence ),以及腦內血管的交互作用。

研究團隊在小鼠模式研究中發現,患有阿茲海默症的小鼠其五種細胞內特定的生物指標皆與健康控制組有所差異。在免疫方面,阿茲海默症組的近乎每種細胞型態皆會產生免疫反應;而在對細胞功能表現至關重要的脂質代謝路徑中,可見阿茲海默症會導致許多細胞內的脂質訊號傳導路徑紊亂。

蛋白質折疊部分,也是可在幾乎每種細胞類型觀察到蛋白質折疊錯誤情形,並伴隨著粒線體功能障礙,導致細胞內能量產出中斷。此研究顯示,即時腦內未受病理影響,蛋白質折疊錯誤與細胞氧化壓力仍會讓大腦產生阿茲海默症的病症。除此之外,在五種細胞類型中都可見 DNA 的損傷修復情形。

未來研究空間仍大

研究團隊在研究討論指出道,透過辨識各細胞型態與分子機制,將能啟發後續療法的開發進而逆轉其幾轉。然而,單細胞分析技術在阿茲海默症研究的應用上需考量的問題繁多,包含針對大腦何處、何種條件下進行細胞採檢定序,以及基因表現變化有時並不直接與疾病幾轉有直接關係,也因此,研究團隊認為還有很大的研究空間。

未來,除了單細胞分析外,研究團隊認為透過「空間轉錄組學」(spatial transcriptomics)的研究,將能更好地監測大腦內細胞基因轉錄情形;並應擴大研究至人體大腦樣本,以更深入了解此疾病。

延伸閱讀:阿茲海默症找新解!發現 KIF11 基因能幫助患者保持認知力

參考資料:
1. https://picower.mit.edu/news/new-technologies-revealing-cross-cutting-breakdowns-alzheimers-disease
2. https://www.nature.com/articles/s41593-022-01222-2

©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫:service@geneonlineasia.com

Share.
error: 注意: 右鍵複製內容已停用!