脑星形胶质细胞显示帕金森病的代谢改变
一项使用诱导多能干细胞(iPSC)技术的新研究将星形胶质细胞功能障碍与帕金森病(PD)病理联系起来。该研究在东芬兰大学进行,并发表在科学报告强调了脑星形胶质细胞在PD病理中的作用,以及ipsc衍生细胞在疾病建模和药物发现方面的潜力。
帕金森病在世界范围内影响着超过600万人,使帕金森病成为第二大最常见的神经退行性疾病。帕金森病的确切原因尚不清楚,但有好几种分子机制已被识别在PD病理学中。这些包括神经素炎症,线粒体功能障碍,功能障碍蛋白质降解和α-突触核蛋白(α-突触核蛋白)病理学。该疾病的主要标志包括失去多巴胺能神经元以及石油体和Lewy神经癖的存在。失去多巴胺能神经元和随后的减少多巴胺水平被认为对PD的典型运动症状负责。目前没有治愈PD和目前,治疗旨在缓解多巴胺替代治疗和手术的电机症状。
帕金森病的最大危险因素是年龄,但一些环境因素,如毒素和杀虫剂,已被证明会增加帕金森病的危险。虽然大多数PD病例是晚发和散发的,没有遗传证据,但大约3- 5%是单基因的。单基因PD最常见的原因是富亮氨酸重复激酶2 (LRRK2)基因的突变。在发病年龄、疾病进展和运动症状方面,lrrk2相关性帕金森病在临床上与散发性帕金森病最为接近。此外,GBA(糖基神经酰胺酶beta)基因的突变是迄今确定的PD最重要的危险因素。GBA突变导致这种风险增加的分子机制是目前大量研究的重点。
来自患者的星形胶质细胞表达了帕金森病的几个特征
虽然专注于多巴胺能神经元的研究带来了新的洞察PD病理学,星形胶质细胞对PD的贡献仅被稀疏地调查了。星形胶质细胞是胶质细胞和人脑中最丰富的细胞类型。很长时间渴望过星形胶质细胞单独作为神经元的支持细胞,但今天已知星形胶质细胞的作用是更广泛的。到目前为止,只有少数研究使用了从PD患者获得的IPSC衍生的星形胶质细胞。目前的研究使用了来自LRRK2基因突变的两个PD患者的IPSC衍生的星形胶质细胞,其中一项呈现在GBA中的额外突变,以进一步表征Pd星形胶质细胞表型。
研究人员发现,PD患者的星形胶质细胞产生了明显更高水平的α-synuclein,一种积聚在PD患者大脑中的蛋白质。α-synuclein聚集引起的主要病理特征之一是钙稳态的破坏,该研究显示PD星形胶质细胞钙水平升高。由于炎症被认为是PD病理的重要贡献者,我们研究了星形胶质细胞对炎症刺激的反应。PD患者星形胶质细胞对炎症刺激反应强烈,对炎症再激活比对照组更敏感。此外,PD星形胶质细胞线粒体功能改变,线粒体DNA拷贝数降低。此外,PD星形胶质细胞显示多胺和多胺前体水平升高,而溶血磷脂酰乙醇胺水平降低,这两种水平在PD大脑中均有改变。
“研究结果提供了证据,表明LRRK2和GBA突变的星形胶质细胞可能有助于PD的进展,并为理解星形胶质细胞在PD发病机制中的作用提供了新的视角,”该研究的主要作者、早期阶段研究员tuulimaria Sonninen说。
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