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        德國科學家為罕見疾病創造了第一個人類模型

        Leigh綜合征是兒童中最嚴重的線粒體疾病。它會導致嚴重的肌肉無力,運動缺陷和智力障礙。它通常會在生命的最初幾年導致死亡。當前沒有因果療法。患者中經常突變的基因之一是SURF1,它編碼參與細胞能量產生過程的蛋白質。動物模型沒有概括攜帶SURF1突變的患者所見的缺陷。因此,科學家們沒有工具來開始了解疾病的機制并確定可能的治療目標。他們在3月26日發表的《自然通訊》上報道了有關這種罕見疾病的第一個人類模型。

        德國杜塞爾多夫大學醫院普通兒科的Alessandro Prigione教授小組與柏林Charite大學醫學院的神經病學系Markus Schuelke教授以及柏林研究所的Nikolaus Rajewsky教授小組合作麥克斯·德爾布呂克分子醫學中心(MDC)的醫學系統生物學(BIMSB)研究小組現已開發出第一個由SURF1突變引起的李氏綜合征的人類模型。

        為了實現這一目標,作者采用了細胞重編程技術,該技術能夠將皮膚中的細胞轉化為能夠產生神經元的干細胞。然后,他們使用分子剪刀CRISPR / Cas9精確地從患者細胞中去除了突變,并將突變引入到對照細胞中。因此,作者能夠在受控遺傳背景下研究SURF1突變的特異性作用。接下來,它們產生了具有三維結構的神經元和大腦類器官,并再現了人類早期大腦發育的特征。

        使用這些模型,作者發現患者中看到的神經元缺陷可能是由神經前體(即生成神經元的細胞)水平上出現的能量不足引起的。這些能量缺陷會導致神經元分支不足,從而導致發育過程中大腦功能不正常。最后,作者證明可以通過使用SURF1基因替代療法改善祖細胞的能量輸出或使用目前對兒童臨床使用安全的藥物Bezafibrate來糾正神經元分支缺陷。

        這些發現很重要,因為它們首次為研究SURF1突變引起的Leigh綜合征的神經病理提供了模型。而且,它們指示了治療受罕見疾病李氏綜合征(Leigh syndrome)影響的兒童的實用策略,李氏綜合征是一種具有很高醫療需求的孤兒疾病。

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