Cell Stem Cell：利用类器官保护痴呆和ALS中受到的脑损伤

来源：作者：人气：-发表时间：2024-04-09 13:47:00【大中小】

摘要：南加州大学的科学家们使用实验室培养的人类大脑结构(称为类器官)来深入了解为什么创伤性脑损伤(TBI)增加患痴呆症和神经退行性疾病(的风险以及如何减轻风险

创伤性脑损伤(TBI)会使你患痴呆症的风险增加四倍，并增加你患神经退行性疾病(如ALS)的几率。在《细胞干细胞》杂志上发表的一项新研究中，南加州大学的科学家们使用实验室培养的人类大脑结构(称为类器官)来深入了解为什么会出现这种情况以及如何减轻风险。

在这项研究中，来自南加州大学干细胞实验室Justin Ichida的前博士后Jesse Lai和博士生Joshua berlin在实验室中使用来自人类患者的干细胞来培养被称为类器官的基本大脑结构。然后他们用高强度超声波损伤这些类器官。

图1 KCNJ2抑制减轻创伤性脑损伤的人脑类器官模型中的机械损伤

受伤的类器官显示出一些与TBI患者相同的特征，包括神经细胞死亡和tau蛋白以及一种名为TDP-43的蛋白质的病理变化。

科学家们发现，TDP-43的病理变化在ALS或额颞叶痴呆患者的类器官中更为普遍，这使得他们的神经细胞更容易出现功能障碍和损伤后死亡。这表明，对于有遗传易感性的患者来说，脑外伤可能会增加患这些疾病的风险。最严重的损伤是由位于类器官深层的共享信息的神经细胞(称为兴奋性神经元)造成的。

在寻找保护这些神经元免受创伤性脑损伤影响的方法中，科学家们发现了一种名为KCNJ2的基因，该基因含有制造通道的指令，这些通道选择性地允许钾离子通过细胞膜，帮助肌肉收缩和放松。抑制该基因对ALS患者和非ALS患者的类器官以及脑外伤后的小鼠具有保护作用。

图2 iPSC类器官损伤诱导TBI相关临床和死后生物标志物

“靶向KCNJ2可能会减少脑外伤后神经细胞的死亡，”Ichida说，“对于运动员和其他TBI高风险人群来说，这可能是一种损伤后治疗或预防的潜在方法。”

参考资料

[1] KCNJ2 inhibition mitigates mechanical injury in a human brain organoid model of traumatic brain injury


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此文关键字：创伤性脑损伤 TBI 神经退行性疾病 ALS