摘要：南加州大學的科學家們使用實驗室培養(yǎng)的人類大腦結構(稱為類器官)來深入了解為什么創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)增加患癡呆癥和神經(jīng)退行性疾病(的風險以及如何減輕風險
創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)會使你患癡呆癥的風險增加四倍，并增加你患神經(jīng)退行性疾病(如ALS)的幾率。在《細胞干細胞》雜志上發(fā)表的一項新研究中，南加州大學的科學家們使用實驗室培養(yǎng)的人類大腦結構(稱為類器官)來深入了解為什么會出現(xiàn)這種情況以及如何減輕風險。
在這項研究中，來自南加州大學干細胞實驗室Justin Ichida的前博士后Jesse Lai和博士生Joshua berlin在實驗室中使用來自人類患者的干細胞來培養(yǎng)被稱為類器官的基本大腦結構。然后他們用高強度超聲波損傷這些類器官。
圖1 KCNJ2抑制減輕創(chuàng)傷性腦損傷的人腦類器官模型中的機械損傷
受傷的類器官顯示出一些與TBI患者相同的特征，包括神經(jīng)細胞死亡和tau蛋白以及一種名為TDP-43的蛋白質的病理變化。
科學家們發(fā)現(xiàn)，TDP-43的病理變化在ALS或額顳葉癡呆患者的類器官中更為普遍，這使得他們的神經(jīng)細胞更容易出現(xiàn)功能障礙和損傷后死亡。這表明，對于有遺傳易感性的患者來說，腦外傷可能會增加患這些疾病的風險。最嚴重的損傷是由位于類器官深層的共享信息的神經(jīng)細胞(稱為興奮性神經(jīng)元)造成的。
在尋找保護這些神經(jīng)元免受創(chuàng)傷性腦損傷影響的方法中，科學家們發(fā)現(xiàn)了一種名為KCNJ2的基因，該基因含有制造通道的指令，這些通道選擇性地允許鉀離子通過細胞膜，幫助肌肉收縮和放松。抑制該基因對ALS患者和非ALS患者的類器官以及腦外傷后的小鼠具有保護作用。
圖2 iPSC類器官損傷誘導TBI相關臨床和死后生物標志物
“靶向KCNJ2可能會減少腦外傷后神經(jīng)細胞的死亡，"Ichida說，“對于運動員和其他TBI高風險人群來說，這可能是一種損傷后治療或預防的潛在方法。"
參考資料
[1] KCNJ2 inhibition mitigates mechanical injury in a human brain organoid model of traumatic brain injury
