肌萎縮側(cè)索硬化是一種成人神經(jīng)退行性疾病。當(dāng)支配肺部的神經(jīng)停止傳遞呼吸所需的信號(hào)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致癱瘓，最終死亡。這種疾病有一種所謂的“局灶性發(fā)作”，癱瘓從手臂或腿部開(kāi)始，隨著脊髓和大腦中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的死亡而擴(kuò)散到全身。
由于缺乏已知的指示ALS的生物標(biāo)志物，因此無(wú)法早期診斷ALS。然而，科學(xué)家認(rèn)為，脊髓神經(jīng)元的細(xì)胞變化發(fā)生在可以檢測(cè)到癥狀之前，這些變化可以作為早期診斷的有用生物標(biāo)志物。
現(xiàn)在，芝加哥伊利諾伊大學(xué)的研究人員描述了死于肌萎縮側(cè)索硬化癥患者脊髓中獨(dú)特的神經(jīng)元和相關(guān)細(xì)胞群。
當(dāng)ALS的癥狀以手臂或腿部癱瘓開(kāi)始時(shí)，意味著疾病已經(jīng)影響了使手臂或腿部恢復(fù)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，并且運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元起源于沿著脊髓的特定區(qū)域。例如，支配手臂的神經(jīng)元起源于脊髓的上部。在ALS中，癥狀首先出現(xiàn)在手臂，上脊柱區(qū)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡。當(dāng)疾病在脊柱上下傳播時(shí)，這個(gè)區(qū)域上下的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元開(kāi)始死亡，導(dǎo)致身體其他部位癱瘓。
由UIC醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)和康復(fù)副教授宋非領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn)，局灶性肌萎縮側(cè)索硬化癥患者脊髓中的神經(jīng)元類型受到的影響小于其他患者。沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)疾病。他們還發(fā)現(xiàn)，死于局灶性肌萎縮側(cè)索硬化癥的患者中受影響較小的區(qū)域的脊髓神經(jīng)元與稱為小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞相關(guān)。他們?cè)凇都膊∩窠?jīng)生物學(xué)》雜志上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。
“因?yàn)樵诩顾鑵^(qū)域附近的脊髓區(qū)域不可避免地會(huì)有細(xì)胞變化，這些區(qū)域明顯會(huì)影響脊柱中的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。我們希望觀察這些鄰近區(qū)域的神經(jīng)元，以確定它們是否與健康組織不同，”宋說(shuō)。“對(duì)于使人衰弱的疾病，沒(méi)有有效的治療方法來(lái)阻止疾病的發(fā)展。只有兩種藥物可以延長(zhǎng)患者幾個(gè)月的生存期。因此，非常需要新的藥物靶點(diǎn)，尤其是那些可以在疾病早期給予的靶點(diǎn)?！?
宋與加州大學(xué)圣地亞哥分校的臨床神經(jīng)科學(xué)教授約翰拉維特博士就過(guò)去的肌萎縮側(cè)索硬化癥研究進(jìn)行了合作。Ravits看到ALS患者，并經(jīng)營(yíng)一家生物保存庫(kù)，其中包括死于ALS的患者的神經(jīng)組織，并同意在死后收集他們的神經(jīng)組織。
Ravitz在2010年發(fā)表了一篇論文，分析了脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的基因表達(dá)。這些神經(jīng)元來(lái)自12名局灶性肌萎縮側(cè)索硬化癥患者，而非神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的神經(jīng)。運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元是從脊髓較少受影響的區(qū)域收集的，在這些區(qū)域中，假設(shè)組織處于疾病的早期階段。
盡管已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了顯著的差異，宋希望用新技術(shù)重新分析基因數(shù)據(jù)，這可以揭示拉維特收集的樣本中可能存在的不同細(xì)胞類型。宋和他的同事達(dá)切特是神經(jīng)內(nèi)科和康復(fù)科的生物信息學(xué)專家。他將一種新的生物信息學(xué)分析應(yīng)用于遺傳數(shù)據(jù)。
“當(dāng)我們檢查數(shù)據(jù)時(shí)，很明顯ALS患者的細(xì)胞混合物與沒(méi)有神經(jīng)退行性疾病的患者有很大的不同，”宋說(shuō)。
他們發(fā)現(xiàn)，與沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者的對(duì)照樣本相比，局灶性ALS患者的樣本中存在不同類型的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。他們還看到了ALS患者運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元相關(guān)的其他稱為小膠質(zhì)細(xì)胞和浸潤(rùn)性巨噬細(xì)胞的細(xì)胞，這些細(xì)胞在沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者的類似樣本中并不存在。
“我們?cè)谶@些患者中發(fā)現(xiàn)了一種新的、獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元亞型，這是以前從未有過(guò)的報(bào)道，”宋說(shuō)。“現(xiàn)在我們已經(jīng)確定了ALS患者運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞的新亞型，我們可以開(kāi)始進(jìn)一步研究它們?cè)诖龠M(jìn)疾病進(jìn)展中的作用?！?
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