免疫细胞是帕金森病的好还是坏的?

在大脑内部,帕金森氏症是一个选择性的杀手。这种疾病的目标是大脑深处一个被称为致密黑质(SNc)的小区域内产生多巴胺的神经元,而对其他地方的邻近神经元和多巴胺神经元基本没有影响。

几十年来,帕金森的研究人员试图了解为什么疾病在脑的这种特定区域中单打这些特定的神经元。

Serge Przedborski,MD,PHD(CUIMC)

“历史上,研究人员一直在脆弱的SNc神经元中寻找答案,”说Serge Przedborski医学博士哥伦比亚大学医师和外科医生哥伦比亚大学神经学系的运动障碍部门负责人,以及纽约高峰期/哥伦比亚大学欧文医疗中心的神经科。他也是哥伦比亚翻译神经科学倡议的总监。

“但这些细胞不是孤立存在的;它们被许多其他细胞包围,这些细胞可能会影响它们的易感性。”

新技术使得可以在前所未有的细节中检查这些细胞,并与新的中心授予帕金森的基础普雷兹博尔斯基和哥伦比亚大学的一组科学家现在正在进行首次全面观测。

小胶质细胞可能决定哪些细胞死亡

一些证据表明,另一种类型的脑细胞,小胶质细胞,可能在SNc多巴胺神经元的死亡中扮演帮凶的角色。小胶质细胞是一种免疫细胞,可以清除大脑中的细胞碎片和死亡神经元,但它们可能还有其他功能。

“在帕金森病患者中,我们知道Microglia在哥伦比亚的神经元损失前发生了这些变化,并在神经元损失前发生了这些变化,”哥伦比亚神经麻醉师博士学位博士学位。“这些细胞之间可能存在一些相互作用,这些细胞决定了神经元生存的神经元且哪些模具。”

微胶质细胞难以在实验室里学习,因为当从大脑移除时它们会迅速变化。但是,在过去几年中发展的实验室和计算技术现在已经成为可能的研究。

单核测序将让研究人员深入了解帕金森患者的数千个神经元、小胶质细胞和其他脑细胞中发生的情况。(组织样本将从哥伦比亚大学欧文医学中心(Columbia University Irving Medical Center)内的纽约大脑库(New York Brain Bank)获取。)

从这些细胞收集的数据将用该项目生物信息学团队开发的机器学习技术进行分析。该分析将比较健康大脑区域的细胞和来自帕金森病影响区域的细胞,以寻找任何似乎与SNc神经元死亡有关的迹象,包括不同细胞之间的相互作用。

Przedborski说:“我们的方法可以让我们识别每种细胞类型的不同特征。”

全面看

虽然哥伦比亚的一些研究人员怀疑小胶质细胞正在加速其神经元邻居的死亡,但新项目旨在以一个无偏见的方式立即查看多个细胞类型。这样,当出现新的假设时,许多研究人员可以重新分析数据集。

“研究人员过去看过邻近的细胞,但这些研究通过观察一个细胞类型或大脑地区而偏见,”Przedborski说。“我们的研究并不排除可能有助于使多巴胺能细胞更容易受伤的因素,而不是其他脑细胞。”

如果分析揭示了任何线索,研究人员将测试帕金森病的实验模型中的那些,并确定修饰关键要素是否可以改变疾病的进展。最终,该项目可能导致帕金森的新治疗或早期检测到它的方法。

创新研究

哥伦比亚大学欧文医疗中心was one of four academic centers selected to receive a center grant from the Parkinson’s Foundation, which will provide $2 million over a four-year period to undertake a series of innovative, multidisciplinary studies with the potential to find major breakthroughs in understanding and treating Parkinson’s disease.

一个或多个信号可能揭示小胶质细胞如何影响神经元的想法是新的,但它可能不会成功。但是,即使这个假设没有被证明,我们也可以从这些研究中学到很多东西。

Przedborski说:“帕金森氏症基金会意识到,打破常规的多学科研究有可能为患者找到新的治疗方法,但我们发现的相互作用可能没有那么重要。”“即使是这样,我们的研究信息可能仍然有助于确定保护脆弱神经元不死亡的治疗策略,这可能有助于广泛的帕金森氏患者,而不管他们的疾病是由什么引起的。”

参考文献

更多信息

Serge Przedborski,MD,博士,哥伦比亚大学哥伦比亚大学神经内科的页面和威廉黑教授Vagelos医师学院和外科医生以及该项目的主要调查人员。

伊丽莎白·布拉德肖博士是哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医学院神经学系和基因组医学研究所的神经科学阿德勒助理教授。

项目上的其他调查人员:

Vilas Menon博士,哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医学院神经科学系的神经科学助理教授

Estela Area Gomez博士,哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医学院神经科学系的神经科学助理教授

Gabriela Martins,博士学位,验证副研究员B. Zuckerman Mind大脑行为学院

瑞哥斯达,DVM,博士,神经科学教授在Mortimer B. Zuckerman Mind大脑行为学院

Jean Paul Vonsatel,MD,哥伦比亚大学病理学与细胞生物学教授Vagelos医师和外科医生

Roy Alcalay,MD,MS,Alfred和Minnie Bressler哥伦比亚大学神经学副教授Vagelos医师和外科医生

菲利普·德·贾格尔,医学博士,哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医学院神经学威尔-格兰特教授