Eine neue Studie, heute veröffentlicht im Neuron , geführt von Der New York Stem Cell Foundation (NYSCF) Research Institute Valentina Fossati, Ph. D., erstellt Astrozyten—eine Integrale Unterstützung in der Zelle das Gehirn aus Stammzellen und zeigt, dass in den disease-ähnlichen Umgebungen, die sich in der Regel hilfreich-Zellen können wiederum in neuron-Killer.
„Wir können jetzt Stammzellen von jedem einzelnen und zu sehen, in der Schale, wie Astrozyten spielen eine Rolle bei Krankheiten wie multiple Sklerose, Parkinson, Alzheimer“, sagte CEO von NYSCF Susan L. Solomon. „Dies wird ein neues Licht auf die verheerenden Prozess der neurodegeneration, zeigen uns gegenüber wirksame Behandlungen für diese wachsende Gruppe von Patienten.“
Erstellen von Astrozyten aus Stammzellen
Astrozyten, sternförmigen Zellen, die mehr als die Hälfte der Zellen im zentralen Nervensystem, die zu einer Kategorie gehören der Gehirn Zellen, die sogenannten glia, die eine wesentliche Unterstützung für die Neuronen im Gehirn. Astrozyten Beihilfen in den Stoffwechsel regulieren verbindungen der schaltkreise im Gehirn, an entzündlichen Signalisierung und helfen, regulieren den Blutfluss durch die Blut-Hirn-Schranke, unter anderen Aufgaben. Sie sind ein wichtiger Bestandteil von Gehirn-Funktion, sondern werden oft übersehen in der Forschung und Entwicklung von Medikamenten, obwohl die jüngsten Anzeichen dafür zieht Sie in viele neurologischen Krankheiten.
Die meisten Studien von Astrozyten durchgeführt wurden in Maus-Modellen, aber es hat sich gezeigt, dass Maus-Astrozyten sind nicht ganz die gleichen wie die menschliche Astrozyten. Dies bedeutet, dass viele Aspekte des menschlichen Astrozyten Funktion, aber auch einige Verhaltensweisen, die relevant sein können für Krankheiten, die nicht vollständig erfasst, die durch Maus-Modelle.
„Der Bereich benötigt eine zuverlässige Methode für die Herstellung von menschlichen Astrozyten aus Stammzellen, so dass können wir besser untersuchen, wie Sie beitragen können, um neurodegenerative Erkrankungen“, erklärt Dr. Fossati, Senior Research Investigator an der NYSCF-Forschung-Institut. „Früher, Medikamente, die versagt haben nicht gezielt auf Astrozyten. Nun, Medikamente, die auf die Astrozyten-Störungen können identifiziert werden mit Patienten-Zellen.“
Dr. Fossati ‚ s team baut auf Ihren bisher veröffentlichten Protokolle für die Umwandlung von Stammzellen in Gliazellen wie mikroglia (das Gehirn Immunzellen) und oligodendrozyten (Zellen, die Hilfe bei der neuronalen Kommunikation) zu identifizieren, die ein protein-marker, CD49f, das ist ausgedrückt in Astrozyten und kann verwendet werden, zu isolieren, Sie aus gemischten zellpopulationen in einem Labor Gericht oder das menschliche Gehirn, erleichtern die downstream-Forschung.
„Wir waren begeistert zu sehen, dass unsere Stamm-Zell-abgeleiteten Astrozyten isoliert, mit CD49f Verhalten der typischen Art Astrozyten tun: Sie nehmen Glutamat reagieren auf Entzündungen, engagieren sich in Phagozytose—das ist wie die ‚Zelle zu Essen“ – und Sie ermutigen Reifen brennen Muster und verbindungen in den Nervenzellen“, sagt Dr. Fossati.
Das team hat auch bestätigt, dass CD49f ist in Astrozyten gefunden in human brain tissue.
„Wir schauten uns menschliche Gehirn Gewebe-Proben aus einem gesunden Spender und einem Patienten mit Alzheimer-Krankheit und fand, dass diese Astrozyten auch ausgedrückt, CD49f—was darauf hindeutet, dass dieses protein ist ein zuverlässiger Indikator für die Astrozyten Identität in Gesundheit und Krankheit.“
Wenn Astrozyten Gehen Schurken
Bewaffnet mit einem Protokoll für die Erstellung von funktionalen Astrozyten aus Stammzellen, die das team dann wandte Ihre Aufmerksamkeit auf, wie diese Astrozyten, beginnen, sich schlecht zu benehmen in der Krankheit.
Neuere arbeiten von Shane Liddelow, Ph. D., von der New York University (NYU), ein Mitarbeiter auf der Studie, gefunden, dass Astrozyten können ‚gehen Schurken,‘ immer toxisch auf die Neuronen, die Sie in der Regel Unterstützung.
„Wir beobachteten bei Mäusen, dass Astrozyten in entzündlichen Umgebungen zu nehmen, die auf einem reaktiven Zustand, der tatsächlich angreifenden Neuronen, anstatt Sie zu unterstützen“, erklärt Dr. Liddelow, Assistant Professor of Neuroscience und Physiologie und Augenheilkunde an der New York University (NYU Grossman School of Medicine. „Wir fanden Hinweise auf reaktive Astrozyten in den Gehirnen von Patienten mit neurodegenerativen Krankheiten, aber ohne eine menschliche Stammzellen-Modell, es nicht möglich war, herauszufinden, wie Sie entstanden sind und was Sie tun, in der Patienten Gehirne.“
Dr. Fossati gesucht, um Ihre menschlichen Stammzellen Modell, um zu bestimmen, ob das, was Dr. Liddelow Mäusen beobachtete, könnte auch geschehen im Menschen. Ihr team ausgesetzt gesunde Stammzellen-abgeleiteten Astrozyten die Entzündung im wesentlichen die Nachahmung der Umgebung des Gehirns bei neurodegenerativen Erkrankungen—sammelten Ihre Nebenprodukte, und dann ausgesetzt, diese Sekrete zu gesunden Neuronen.
„Was wir sahen, in das Gericht bestätigt, was Dr. Liddelow sah bei Mäusen: die Neuronen begannen zu sterben“, sagt Dr. Fossati. „Die Beobachtung dieser „Schurkenstaaten Astrozyten‘ Phänomen in einem menschlichen Modell der Krankheit deutet darauf hin, dass es geschehen könnte in Patienten und öffnet die Tür für neue Therapeutika, die in diesen Prozess einzugreifen.“
Das team sah auch, dass die Stammzell-abgeleiteten Astrozyten ausgesetzt Entzündung verloren Ihren typischen Astrozyten-Funktionen: Sie haben nicht die Unterstützung der neuronalen Reifung oder brennen sehr gut, und Sie hat nicht die Aufnahme so viel Glutamat. Auch Sie verändert Ihre Morphologie, verlieren Ihre Merkmal „lange Arme“ und die auf einer mehr eingeengt star-like shape.
„Zusammen mit sezernierenden ein Gift, die tötet die Neuronen, wir sahen auch, dass die Stammzell-abgeleiteten Astrozyten in der Krankheit-ähnliche Umgebungen, die einfach nicht Ihre typischen jobs als auch, und das könnte führen zu neuronalen Dysfunktion“, sagte Dr. Fossati. „Zum Beispiel, da Sie nicht nehmen Glutamat richtig, zu viel Glutamat ist wahrscheinlich, nach Links um die Neuronen, die bewirken könnten, dass ein neuron zu verkümmern, und das ist etwas, was wir können potenziell Ziel in neue Therapien.“
Insgesamt wird durch diese Ergebnisse eröffnen sich spannende neue Möglichkeiten in der Studie und Forscher mit einem neuen system zu erforschen Mechanismen der Krankheit.