主要观点总结
北京协和医院冷泠研究员团队基于人类诱导多能干细胞(hiPSC)衍生的脑类器官和多组学技术,成功搭建针对缺氧性脑中风疾病的模型,研究缺血引发的缺氧性中风。该研究观察到低氧条件下星形胶质细胞的增加和皮质兴奋性神经元的变化,并发现一种中药复方在缺血性和低氧性中风治疗中的潜在作用机制。该研究成果不仅有助于深入理解中风机制,还为药物筛选提供了前景平台。
关键观点总结
关键观点1: 基于脑类器官和多组学技术搭建针对缺氧性脑中风疾病的模型。
研究团队利用人类诱导多能干细胞(hiPSC)衍生的脑类器官结合多组学技术,成功模拟缺血引发的缺氧性中风,为研究提供了新的策略。
关键观点2: 观察到低氧条件下星形胶质细胞的变化和皮质兴奋性神经元的影响。
研究发现在低氧条件下,脑类器官中的星形胶质细胞数量显著增加,并对缺血环境表现出不同的反应。此外,皮质兴奋性神经元在缺氧后出现凋亡和衰老的迹象。
关键观点3: 发现中药复方在缺血性和低氧性中风治疗中的潜在作用机制。
通过调节脂质代谢相关生物功能,研究团队发现了一种传统中药复方在治疗缺血性和低氧性中风中的潜在作用机制。这为未来的中风药物筛选提供了前景。
正文
图丨相关论文(来源:
Bioactive Materials
)
脑卒中,也就是中风,是全球主要的致死和致残原因之一。尽管科学家们已经投入了大量精力研究其发病机制,但由于其发病机制复杂,目前仍有许多问题尚未完全解决。
需要了解的是,人类和小鼠的神经系统在结构、细胞类型和功能等多个方面存在显著差异,这类差异使得人类神经系统在药物反应等方面与小鼠表现出明显的不同。
与传统的小鼠模型相比,类脑器官由人类多能干细胞分化而来,能够更好地模拟人类的神经系统。类脑器官的最大优势在于其来源和特性,能够更真实地反映人类神经系统对药物的反应。因此,类脑器官在研究细胞或组织结构对药物的反应方面具有显著优势。
在传统的分子生物学或细胞生物学研究中,研究人员通常关注神经系统标志物或重要信号通路等少数特定标志物,但这种方法无法全面评估细胞的功能或治疗机制。
随着技术的发展,组学技术逐渐受到关注,其可以从细胞整体水平出发,全面分析细胞的行为、命运以及蛋白质的功能,进而帮助更全面、更准确地理解药物的作用。
冷泠
课题组的主要研究方向为感染或罕见疾病器官损伤和组织重建、开发皮肤类器官新模型及其疾病应用。由于皮肤和脑都是从外胚层而来,皮肤疾病和脑疾病密切相关。一次在与合作者交流的过程中,她提出了一个创新的设想:是否可利用类脑器官来进行皮-脑疾病的相关研究?
图丨中药复方在小鼠脑缺血治疗中发挥潜在的积极作用(来源:
Bioactive Materials
)
在该研究中,研究人员利用类脑器官结合蛋白质组学、单细胞转录组分析和组织病理学技术,成功区分了胶质细胞的不同亚型,并观察了它们在药物刺激或特定培养条件下的细胞水平和蛋白水平变化。此外,他们还研究了这些细胞亚型对药物的反应及治疗效果。
“这种多层次的研究方法不仅有助于深入了解疾病机制,还为未来的治疗提供了新的思路。我们可以针对每种细胞亚型开发特定的靶点,甚至开发联合靶点的药物治疗方案,从而为精准治疗奠定基础。”
冷泠
表示。
研究人员还观察到胶质细胞的增生现象,并对其潜在机制进行初步分析。研究发现,胶质细胞增生可能与脂质代谢有关,这种代谢过程可能通过影响神经元的命运来发挥作用。例如,脂质代谢的变化可能影响神经元的形态和功能,进而促使胶质细胞的增生。