利用兩種大腦模型研究證明唐氏綜合征治療關鍵靶點

　　根據羅格斯大學的一項研究，在唐氏綜合征胎兒出生前鎖定一個關鍵基因，將可能通過逆轉異常的胚胎大腦發育從而改善出生后的認知功能。該論文于6月6日發表在Cell Stem Cell 雜志上。

　　利用可以轉化為大腦中其它細胞的干細胞，研究人員開發了兩種實驗模型——一種活的3D“類器官”（Organoid）大腦模型和一種植入人體細胞的小鼠腦模型——用于研究與唐氏綜合征相關的早期大腦發育。該研究的重點是人類21號染色體基因OLIG2。

　　“我們的研究結果表明，OLIG2基因可能是一種優秀的產前治療靶點，能夠逆轉胚胎大腦的異常發育，重新平衡大腦中的兩種神經元 ——興奮性和抑制性神經元，健康的平衡至關重要，并且能改善產后的認知功能。”羅格斯大學細胞生物學和神經科學系助理教授Peng Jiang說。

　　通常，嬰兒出生時有46條染色體，但患有唐氏綜合征的嬰兒有21號染色體的額外副本，這會改變嬰兒身體和大腦的發育方式，導致對身心都有影響。根據美國疾病預防控制中心的數據，唐氏綜合征是美國最常見的染色體病征，每700名嬰兒中就有一人患病，每年約有6,000名患兒出生。

　　研究人員獲得了從唐氏綜合征患者收集的皮膚細胞，并將這些細胞基因重組為人類誘導性多能干細胞（hiPSCs）。根據美國國立衛生研究院，這種特殊細胞類似于胚胎干細胞，可以在早期生長和生長過程中發育成許多不同類型的細胞，包括腦細胞，是藥物開發和疾病模型的有用工具。

　　利用干細胞衍生的人腦細胞和21號染色體的額外副本，科學家們開發了3D人腦類器官模型，類似于早期發育的人類大腦。他們還開發了小鼠腦模型，在小鼠出生后一天內將干細胞衍生的人腦細胞植入小鼠大腦。他們發現使大腦功能平穩的抑制性神經元在兩種模型中都過量產生，導致成年小鼠的記憶受損。他們還發現OLIG2基因在這些效應中起關鍵作用，并且抑制改善。

　　該人腦類器官和小鼠腦模型的組合可用于研究其他神經發育障礙，例如自閉癥譜系障礙，也可以幫助科學家更好地了解阿爾茨海默病的機制（唐氏綜合征患者常發生早發性阿爾茨海默病）。