《Human Cell》:Establishment and characterization of Cri Du Chat neuronal stem cells: a novel promising resource to study the syndrome
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貓叫綜合征(CdC)是一種罕見染色體疾病,因缺乏動物模型和人體組織,研究受限。研究人員利用患者體細胞重編程的誘導多能干細胞(iPSC),建立并鑒定了 CdC 神經元干細胞(NSCs)及分化的神經元。該研究為疾病機制研究和治療提供新方向。
貓叫綜合征(CdC)是一種極為罕見的染色體疾病,每 50000 個新生兒中就有 1 例發病;颊邥霈F發育遲緩、精神運動障礙等一系列問題,就像被命運之手打亂了成長的節奏。這種疾病是由于 5 號染色體短臂部分缺失引起的,然而其發病機制卻一直像迷霧般未被揭開。目前,既沒有合適的動物模型來深入研究,也難以獲取大量相關人體組織,這使得對貓叫綜合征的研究舉步維艱。但科學探索的腳步不會停止,為了攻克這一難題,來自意大利布雷西亞大學(University of Brescia)的研究人員挺身而出,開展了一項意義重大的研究。他們的研究成果發表在《Human Cell》雜志上,為貓叫綜合征的研究開辟了新的道路 。
研究人員采用了多種關鍵技術方法。首先,他們利用重編程技術,將貓叫綜合征患者外周血單個核細胞(PBMCs)成功重編程為誘導多能干細胞(iPSC) 。接著,運用特定的細胞分化技術,把這些 iPSC 誘導分化為神經元干細胞(NSCs)以及多種神經元。在研究過程中,通過細胞遺傳學分析、定量實時聚合酶鏈反應(qPCR)、免疫熒光測定和蛋白質免疫印跡(Western blot)等技術,對細胞進行了全面深入的研究。
在細胞分化與鑒定的研究中,研究人員將 iPSC 誘導分化為 NSCs。在這個過程里,他們驚喜地發現,隨著誘導時間的推進,iPSC 的形態發生了奇妙的變化,逐漸呈現出 NSC 的典型特征。經過免疫熒光染色和基因表達分析,確認了這些細胞具備 NSC 的表型,而且其染色體核型保持穩定,5p 缺失的特征也清晰可見。這表明他們成功獲得了具有研究價值的 CdC - NSCs。隨后,研究人員進一步將這些 NSCs 誘導分化為神經元。在分化過程中,細胞形態持續改變,形成了多樣化的神經元群體。通過 qPCR 分析多種神經元標記基因的表達,發現無論是健康對照還是 CdC 患者來源的 NSC 分化的神經元,都以多巴胺能神經元為主,但 CdC 來源的神經元中,多巴胺能神經元(TH 陽性)和膽堿能神經元(CHAT 陽性)的數量明顯減少,而膠質纖維酸性蛋白(GFAP)陽性的細胞數量略有增加。這一結果暗示了 CdC 神經元的發育和功能可能存在異常。
基因表達分析是該研究的重要部分。研究人員對 TERT、CTNND2、SEMA5A 和 TPPP 這些在 5p 缺失區域的基因,在 iPSC、NSC 和神經元中的表達水平進行了細致的研究。結果顯示,在 CdC 來源的細胞中,這些基因的表達大多顯著降低。比如在 CdC - iPSCs 中,TERT 基因表達約為健康對照的一半,CTNND2 基因表達低至五分之一,SEMA5A 基因表達為四分之一,TPPP 基因表達約為三分之一。在神經元階段,這種表達差異依然存在。這充分表明這些基因表達的變化與貓叫綜合征的病理過程有著千絲萬縷的聯系。
綜合研究結果和討論,研究人員成功建立并鑒定了貓叫綜合征的神經元干細胞模型,這一成果意義非凡。一方面,它為深入探究貓叫綜合征的發病機制提供了強大的工具,讓研究人員能夠在細胞和基因層面進一步剖析疾病的奧秘;另一方面,也為未來開發創新的治療方法奠定了堅實基礎,有望為貓叫綜合征患者帶來新的希望。