新的研究模型使科学家能够测试罕见神经退行性疾病的治疗方法

新的研究模型使科学家能够测试罕见神经退行性疾病的治疗方法

得益于威斯康星大学麦迪逊分校科学家开发的新研究模型，科学家将能够首次测试针对影响婴儿和幼儿的一组罕见神经退行性疾病的治疗方法。

遗传性痉挛性截瘫（HSP）是一组由基因突变引起的神经退行性疾病。 它们导致数以万计的儿童下肢肌张力增加，导致腿部无力，最终影响他们爬行或行走的能力。

携带这些突变的儿童早在六个月大时就会表现出疾病迹象。 这些孩子在两岁到五岁之间，只能坐在轮椅上，不幸的是永远无法走路。”

Anjon Audhya，威斯康辛大学麦迪逊分校生物分子化学系教授

Audhya 解释说，许多科学家没有研究痉挛性截瘫，因为没有好的模型来研究这种疾病的起源或测试治疗方法。 之前的小鼠模型并没有发挥作用，因为全身携带运动相关信息的神经通路似乎与人类的差异太大，而且研究人员尚未对人类进行临床试验。

Audhya 与威斯康辛大学麦迪逊分校研究人员组成的跨学科团队合作，研究导致幼儿 HSP 的特定突变。 然后，他们利用所学到的知识创建了一个更好的模型——； 在老鼠身上。

研究人员选择的突变会影响一种称为 Trk 融合基因（TFG）的蛋白质。 健康的 TFG 蛋白在神经细胞或神经元中发挥作用，将其他蛋白质从细胞的一个部分转运到另一部分。 神经元的工作是以电信号的形式在大脑和身体其他部位之间传输信息。

依赖 TFG 进行运输的蛋白质可以保持这些神经通路的健康，并帮助控制大脑向身体发送哪些电信号以及抑制哪些信号。 通过平衡适当水平的刺激，神经元可以控制运动，例如行走时腿部肌肉的收缩。

在 TFG 基因发生突变的幼儿中，神经元蛋白无法有效地通过神经细胞。 Audhya 表示，这可能会导致电刺激失衡，从而使大量电信号发送到下肢，从而导致肌张力增加。 随着时间的推移，过度的肌张力会导致运动技能丧失。

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“你可以想象，如果你非常用力地伸直你的腿，并花费所有的精力来拉紧那块肌肉，那么它真的很难移动，”奥德亚说，他也是威斯康星大学医学与公共卫生学院基础研究、生物技术和研究生院的高级副院长。

为了寻找可行的模型，研究人员转向老鼠来帮助这些孩子。 该团队使用 CRISPR 基因编辑技术在大鼠胚胎中产生导致 HSP 的突变。 这使他们能够从早期发育开始研究疾病的进展，并监测出生后症状的进展。

不仅老鼠的神经通路更接近人类，研究人员还发现老鼠的症状发展与患有热休克蛋白的儿童相似。 它发生得如此之快，科学家应该能够轻松测试潜在疗法的可行性。

“锻炼是这些患者唯一可用的治疗方法，这确实不能令人满意，”奥德亚说。 “我认为我们已经迈出了一大步，仅仅拥有一个可以测试不同假设的模型。在我看来，这很重要。”

生物分子化学的复杂细节对某些人来说可能看起来很平常，但像这样的基础研究让 Audhya 着迷。 直到他获得痉挛性截瘫基金会的资助，使他能够与 HSP 患者互动，他才完全理解了他的工作可能产生的潜在影响。

“这些人群得不到充分的服务。制药公司不太可能在如此小的受影响人群上花费大量资源。相反，他们将重点关注阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病，”他说。 “所以我觉得这是一种普遍被忽视、投资不足的疾病，而这是我们可以有所作为的领域。”

Audhya 表示，他希望这一新模型能够激励更多科学家研究 HSP，以增进对该疾病如何发展的了解，并最终改善获得帮助患有该病的儿童的治疗方法。

来源：

威斯康星大学麦迪逊分校

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