新工具在对抗病毒攻击大脑

研究人员已经开发出新的见解大脑罕见但致命的感染,称为渐进多焦点的脑白质病(PML)。这种疾病——是由JC病毒引起的——最常见的免疫系统功能不全的患者,直到现在,科学家们没有有效的方法来研究它或测试新的治疗方法。

“JC病毒感染的一个例子,专门针对神经胶质,大脑细胞的支持,“神经学家史蒂夫高盛说,医学博士博士,罗切斯特大学转化神经医学中心主任和高级该论文的作者之一。”,因为这种病毒只感染人类神经胶质和不是大脑细胞在其他物种,它没有我们的努力更好地理解这种疾病。为了解决这个问题,我们开发了一个新的小鼠模型让我们来研究人类神经胶质在活的动物。”

JC病毒非常常见,据估计,90%到70的美国人已经暴露,和也许是在一个处于休眠状态的形式。对于绝大多数的这些人,病毒不会成为一生的感染性或触发任何疾病。

然而,在一些患者免疫系统——由于疾病或服用免疫抑制药物,该病毒会变得活跃,最终使其进入大脑。抵达目的地后,病毒会引发PML,一个几乎一致的致命感染白质的大脑。

PML首次出现在白血病和淋巴瘤患者在1950年代和1960年代,但更常见的艾滋病疫情在1980年代期间,之前的广泛使用抗逆转录病毒治疗。最近,越来越多的个人经历中观察到长期免疫抑制治疗自身免疫性疾病如多发性硬化症。

直到现在,它已经几乎不可能研究疾病的进展或测试新疗法,只因为病毒攻击人类大脑特定的细胞类型称为神经胶质。它不影响神经胶质细胞在老鼠身上或任何其他动物通常用于研究疾病机制,使其学习困难。

神经胶质细胞包括两大类:星形胶质细胞,大脑的初级支持细胞,少突胶质细胞髓磷脂的来源,白色脂肪组织的隔离大脑中的神经纤维的物质。

新发现——今天的出现临床研究杂志使用新工具——是研究的结果罗彻斯特大学的发展。去年,高盛和Maiken Nedergaard,医学博士,D.M.Sc。报道说,他们已经创造了一个小鼠模型的大脑由动物神经元和人类神经胶质细胞组成。虽然以前的研究集中在人体细胞的本质上是由老鼠聪明,同时也创造了一个强大的新平台,研究人员研究人类神经胶质细胞在成年动物生活,包括疾病影响这些细胞。

以前,科学家们相信JC病毒攻击和少突胶质细胞死亡,从而破坏大脑产生髓磷脂的能力。这个结论已经达成,因为尸体解剖和核磁共振扫描PML显示大脑白质的损失,这是主要由髓磷脂。

使用新的动物模型,高盛和他的团队能够跟踪JC病毒感染,因为它的影响展开。他们观察到病毒的最初目标是,事实上,星形胶质细胞,并在较小程度上,胶质祖细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞的细胞产生。星形胶质细胞作为东道主病毒复制和变异的,字面上的爆炸和传播感染的细胞在一个连锁反应模式。

星形胶质细胞起着重要的支持作用,因为他们死其他细胞——包括寡树突胶质细胞——都受到影响。病毒最终感染并杀死大脑中的少突胶质细胞一旦病毒载量达到一个临界点,但这些细胞并非大脑中负责传播疾病。一旦寡树突胶质细胞开始相继死去,髓鞘是失去了,因为胶质祖细胞也有针对性的病毒,大脑失去补充失去的髓磷脂的能力。

“我们一直在关注错误的细胞群,”高盛表示。“似乎星形胶质细胞的主要目标病毒和少突胶质细胞本质上是无辜的旁观者在交火中被卷入。”

现在这些发现使研究者关注潜在的新方法来确定疾病的早期症状,以及开发新的疗法。例如,患者开发PML经常抱怨的混乱和其他认知问题,早在白质损失提示临床诊断。高盛推测,这可能是星形胶质细胞的早期损失的结果,来帮助协调大脑信号传输。新的小鼠模型还允许研究人员测试新疗法,专门针对感染的星形胶质细胞,同时保护未受感染的邻居。

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