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加州大学洛杉矶分校新闻

加州大学洛杉矶分校的研究小组寻求对阿尔茨海默病和其他痴呆症的新见解

15年后,神经学家s·托马斯·卡迈克尔(S. Thomas Carmichael)博士仍然记得那位激发他寻找血管性痴呆疗法的决心的病人。

“她是一位55岁的投资银行家,无法跟上她的电子表格和日常智力需求,”加州大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心主任卡迈克尔说。结果,她患上了血管性痴呆。我觉得很不可思议的是我们没有办法帮助她好转。从那以后,我一直在研究这种疾病。”

不幸的是,对病人来说,他们的家人和临床医生,如卡迈克尔,血管性痴呆,以及相关的疾病,如阿尔茨海默氏症和混合性痴呆,已被证明是医学界最棘手的问题之一。

“要真正控制人类血管性痴呆是非常困难的,”卡迈克尔说。“这需要一个跨学科的团队,包括与患者临床接触、脑组织库、复杂的分子生物学、生物信息学,以及对大脑中所有不同细胞和组织的理解。”

“没有人擅长所有事情,相关领域的顶尖专家通常也不会在同一个房间里。”卡迈克尔继续说道,他是加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院神经内科的主任。

这花了十几年的时间,但去年秋天,卡迈克尔终于发现自己在一个房间与必要的专家-包括干细胞研究人员威廉·劳里和凯瑟琳·普拉斯,血管生物学家路易莎·伊鲁埃拉-阿里斯普,神经生物学家贝内特·诺维奇和神经病理学家因玛·科波斯博士。

这组全明星研究人员聚集在一起,讨论慈善家戴维·斯蒂菲(David Steffy)和黛安·斯蒂菲(Diane Steffy)捐赠给加州大学洛杉矶分校干细胞研究中心(UCLA Broad Stem Cell Research Center)的一个机会。

“我们带着对促进大脑衰老研究的兴趣,以提高生活质量为目标,来到了这个中心,”企业高管戴维·斯蒂菲(David Steffy)说。“医学领域在延长寿命方面已经取得了巨大的进步,但如果老年痴呆症和其他痴呆症的问题得不到解决,这些额外的岁月将被痛苦所破坏。”

全世界有近5000万人患有阿尔茨海默氏症和其他形式的痴呆症。世界卫生组织预测,到2050年,这一数字将激增至1.52亿。尽管过去几十年在研究上花费了数十亿美元,但阿尔茨海默症没有治愈的方法,甚至没有一种治疗方法可以减缓其进展。

该中心的领导层抓住这个机会,召集了上述加州大学洛杉矶分校的研究团队,邀请他们利用各自的专业知识、捐赠的人类脑组织和前沿技术,试图回答一些有关阿尔茨海默症和其他痴呆症的重大问题。

Microscopic image of a mini brain organoid generated from human induced pluripotent stem cells.诺维奇实验室显微图像,由人类诱导的多能干细胞产生的微型脑类器官。

当时,只有Cobos -她职业生涯的大部分时间都在积累大量健康和患病的冷冻人体脑组织专门研究老年痴呆症。卡迈克尔在研究血管性痴呆,诺维奇在研究微型大脑器官,这是一种简化的人类脑组织,在实验室培养皿中从干细胞中生长,伊鲁埃拉-阿里斯普在研究血管,劳里在研究神经元是如何产生的。

“一旦我们开始讨论,就很清楚这些组成部分如何能够结合起来,以一种新的、不同的方式来治疗这些疾病,”分子、细胞和发育生物学教授劳里说。

该小组共同制定了一项计划,以确定维持大脑健康的无数细胞过程,并研究是什么驱动这类毁灭性疾病的大脑退化和修复。

首先,他们将对来自Cobos公司的冷冻、患病和健康的人类脑组织进行单细胞研究。用于识别在衰老、疾病进展和修复过程中起作用的基因和细胞。接下来,他们将利用小鼠模型和微型脑类器官进一步研究这些基因和细胞,并确定潜在的药物靶点。

迄今为止,阿尔茨海默症的绝大多数研究都集中在该疾病的一个特征上:一种叫做β-淀粉样蛋白片段的积累如何影响神经元。对β-淀粉样蛋白对神经元的影响的关注,在很大程度上忽略了在大脑所有其他细胞类型中看到的疾病过程。

“阿尔茨海默病和其他痴呆症同时影响神经元、胶质细胞、血管和免疫细胞,”洛瑞说。“那些只关注这些疾病如何影响一种细胞类型而不考虑其他细胞类型的研究,忽略了大脑作为一个整体对损伤的体验和反应。”

这种对一种细胞类型的关注不仅过于狭隘,而且该领域越来越多的人认识到,阿尔茨海默氏症的研究人员需要扩大他们的研究范围,努力理解所有形式的痴呆症之间的联系。大多数被诊断为阿尔茨海默氏症的人都有多种大脑异常。

大多数临床痴呆-比如你的祖母不记得她的钥匙在哪里或者她把车停在哪里现在被认为是混合性痴呆”卡迈克尔说。“混合性痴呆发生在血管性痴呆之上的阿尔茨海默氏症。”

血管性痴呆是由大脑连接区域(称为“白质”)的小中风积聚而引起的。由于这些中风发生在大脑中不控制任何重要功能的部分,通常不会立即造成明显的影响。相反,这些反复中风所造成的损害会随着时间累积,将血液流动限制在更大的区域,并造成明显的神经损伤。

这是一个恶性循环:血管性痴呆增加了阿尔茨海默氏症的发病率和进展,而阿尔茨海默氏症反过来又增加了血管性痴呆的发病率和进展。

“血管性痴呆是它自己独特的实体,但它也是几乎所有老年痴呆症病例的一部分,”卡迈克尔说,“所以理解血管性痴呆是理解痴呆整体的一个关键因素。”

由于血管性痴呆是一种独特的人类疾病,用动物模型来研究血管性痴呆的努力受到了阻碍。白质只占人类大脑的55%和老鼠大脑的7%这使得在实验室中很难复制白质中风的效果。

Microscopic image of neurons grown from human induced pluripotent stem cells. Plath和Lowry实验室从人类诱导的多能干细胞中培养的神经元的显微图像。

“血管性痴呆是一种需要首先在人类身上进行研究的疾病,这在历史上并不容易做到,”卡迈克尔说。“有了这个团队的资源和对最新技术的掌握,我们能够将我们的研究扎根于人体组织。”

博德干细胞研究中心团队正在利用每位科学家的专业知识,避免以往阿尔茨海默症和痴呆症研究中的两个关键陷阱。该小组的研究开始于健康和患病的人类(而不是老鼠)脑组织,他们正在利用(在某些情况下正在开发)技术来研究阿尔茨海默氏症和痴呆症对大脑中所有细胞类型的影响。

“我们的研究不仅是研究痴呆症患者的大脑与健康的大脑有何不同,而是研究大脑中不同类型的细胞是如何受到这种疾病的影响的,这是一个巨大的区别,”洛瑞说。“有了我们的专业知识和热情,如果我们不能对痴呆症有全面的了解,就会出现很多问题。”

虽然Lowry谨慎地提醒大家,该项目还处于早期阶段,但他乐观地认为,该小组的开放合作、前沿技术和人类组织优先的方法将产生将推动该领域发展的发现。

“在我们的生活中,都有一些人受到这些疾病的影响,我们非常感谢史蒂芬一家。gift让我们一起来解决这个问题。”洛瑞说。“如果没有他们前瞻性的慈善事业,这个群体永远不会像现在这样走到一起。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://newsroom.ucla.edu/stories/ucla-team-seeks-new-insights-into-alzheimers-disease-and-other-dementias