青壮年好发的额颞叶型早发失智潜伏?大脑类器官揭病发机制

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额颞叶型失智症(frontotemporal dementia)属于常见的早发型失智类型,病患多在 40-60 岁之间发病,初期症状患者记忆功能不受影响,而会产生违常行为、人格变化等问题。由于症状非典型失智症表现使得患者经常延误就医,且额颞叶型失智目前没有治疗药物。

7 月 26 日发表于《Cell》研究指出额颞叶型失智是因 tau 蛋白的基因突变造成,该研究团队利用大脑类器官(cerebral organoid)模拟患者大脑失调的神经传导途径,并且发现肠胃道发炎疾病克隆氏症(Chrohn’s disease)的药物 apilimod 可以用来治疗这类病患。

培养 iPSC 模拟患者的大脑类器官

该团队从 3 名额颞叶型失智患者体内取出干细胞,这些细胞都带有 tau 蛋白的 V337M 基因突变。Tau 蛋白异常累积是目前主流认为造成阿兹海默症的病因。研究人员以患者的诱导性多功能干细胞(iPSC)培养出带有突变的大脑类器官,再和正常的大脑类器官对照组比较。

克隆氏症药物可降低 glutamate 浓度、缓解神经细胞凋亡

培养 6 个月后,他们发现病患组的大脑类器官明显发炎,并且其神经细胞活跃程度比对照组低,显示与病患组的 tau 蛋白突变有关。

进一步探讨 tau 蛋白调控神经元活性的分子机制。研究显示病患组的大脑类器官培养初期,神经细胞发展成熟速度比对照组来得快,但随着细胞氧化压力增加,培养 4 个月后开始出现细胞自噬(autophagy)现象,并且高浓度神经传导物质 glutamate,也会使得神经细胞不利存活。

研究团队发现使用克隆氏症药物 apilimod 治疗额颞叶型失智病患,能降低神经传导物质 glutamate 浓度,以及缓解神经细胞凋亡的现象。

大脑类器官揭开神经退化性疾病早期特征与治疗策略

这项研究运用 iPSC 细胞培养出大脑类器官,不仅能简要地模拟患者脑部构造,也更能精准观察症状初期的疾病特征,提高额颞叶型失智的早期确诊比率。

目前额颞叶型失智患者仍没有药物治疗选项,本研究也提出克隆氏症药物 apilimod 可以缓解glutamate 产生的神经细胞毒性,这项治疗将来也能应用至类似病理机制的神经退化性疾病。

延伸阅读:看类器官技术与小鼠免疫模型如何助攻药物临床前试验

参考资料:
1. https://medicalxpress.com/news/2021-07-early-frontotemporal-dementia-personalized-cerebral.html
2. Cell, 2021; https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00829-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421008291%3Fshowall%3Dtrue

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