来自美国的一个研究人员小组,更清楚地会描绘出了基因-环境相互作用如何杀死多巴胺生成神经细胞的画面,并鉴别出了一个保护神经元免于农药伤害的分子。多巴胺是一种向控制运动和协调的大脑区域发送信息的神经递质。新研究结果在线发表在11月27日的《细胞》(Cell)杂志上。
麻省理工学院生物学教授Rudolf Jaenisch博士,Sanford-Burnham医学研究所Del E. Webb神经科学、衰老和干细胞研究中心主任及教授Stuart Lipton以及研究助理教授Rajesh Ambasudhan是这项研究的共同资深作者。Jaenisch是干细胞研究领域的权威人物,他是Whitehead研究所的创始人之一,曾经担任过国际干细胞学会的主席。其在一系列的领域做出了有影响的工作,包括基因敲除小鼠、表观遗传学研究、核移植、iPSC等,解决了这些领域几乎所有的重要问题。
Lipton说:“第一次,我们利用源自帕金森病患者的人类干细胞,证实一种遗传突变加上农药接触造成了‘双重打击’,在神经元中生成自由基破坏特异的分子信号通路,导致了神经细胞死亡。”
直到现在,研究人员还主要是基于动物研究,以及流行病学研究证实农民、农村人口和其他接触农用化学品的人们疾病风险增高,来确定农药和帕金森病之间存在联系。
在这项新研究中,研究人员利用了α-突触核蛋白(alpha-synuclein)编码基因存在突变的帕金森病患者的皮肤细胞。α-突触核蛋白是构成帕金森病病理标志:路易小体(Lewy body)主要蛋白质。
利用患者的皮肤细胞,研究人员构建出了包含这种突变的人类诱导多能干细胞(hiPSCs),随后在一些细胞中“矫正”了这一α-突触核蛋白突变。接下来,他们将所有这些细胞进行重编程,使之成为帕金森病中损伤的一种特异神经细胞类型:A9多巴胺能神经元,鉴别了除α-突触核蛋白突变之外的各个方面。