“我们开发了唐氏综合征的人类细胞模型，有助于进行疾病研究和新药筛选，”领导这项研究的副教授WenbinDeng说。“这一模型比传统动物模型更具优势，因为它源自于患者自身的细胞。”
据统计，在美国每691名新生儿中就用一名患有唐氏综合征，这种疾病的患者具有两个拷贝的21号染色体。人们一般用小鼠模型来研究唐氏综合征，但Deng认为动物模型并不够理想，因为人类大脑要复杂得多。这种复杂性大多来自于星形胶质细胞，这些支持细胞对于大脑的结构和神经冲动的传导都很重要。
“我们的思维能力来自于神经元，但星形胶质细胞的支持作用也极其关键，”Deng说。“人们逐渐意识到，星形胶质细胞是大脑神经功能障碍的一个关键因素，而这是首次在唐氏综合征中展现它的作用。”
唐氏综合征的新模型
研究人员将唐氏综合征患者的皮肤细胞转变为干细胞（iPSC），这些细胞与患者的遗传组成相同，而且能够分化成为不同的细胞类型。他们将这些细胞分别诱导成为星形胶质细胞和神经元，以便系统性分析星形胶质细胞中表达的因子，研究它们对神经元发育的影响。
研究显示，在源自唐氏综合征患者的星形胶质细胞中，蛋白S100B的表达显著提升。星形胶质细胞释放的S100B会使这些细胞有害活化（astrogliosis），对神经元产生负面影响。
研究人员将iPS生成的这些星形胶质细胞移植到小鼠体内，结果小鼠出现了唐氏综合征的病理学特征，但移植源自患者的神经元不会产生这样的效果。
抗生素的神经保护作用
研究团队用上述新模型进行了药物筛选，他们发现抗生素minocycline能够校正星形胶质细胞的许多异常，使这些细胞与神经元产生更多的健康互作。Minocycline是一种四环素类的抗生素，具有抗炎症能力，一般被用于治疗细菌感染、痤疮和关节炎。
“iPS已经为人们构建了不少神经发育和神经退行性疾病的新模型，这些模型更适合进行病理学研究和药物筛选，”文章的一位共同作者，DavidPleasure教授说。“这项研究利用iPS技术，首次发现了星形胶质细胞在唐氏综合征中的关键作用，并在此基础上鉴定了有效的药物作用途径。”
近年来，越来越多的证据表明minocycline具有保护神经的作用，引起了研究者们的广泛兴趣。这种药物能够从血液进入大脑，并作用于星形胶质细胞。不过研究人员也强调，minocycline的安全性和有效性还有待于临床试验来证明。
（实习编辑：罗冉）
