肌萎缩侧索硬化症患者大规模产生肌肉控制神经细胞

与加州大学欧文分校(UCI)和Answer ALS联盟合作的一项新的Cedars-Sinai研究检查了干细胞生成的运动神经元中数千个基因的表达，这些神经元已知在肌萎缩侧索硬化症患者中死亡，这是一种致命的神经系统疾病称为ALS或Lou Gehrig病。

这项发表在同行评审期刊《神经元》上的研究表明，性别是运动神经元中不同基因表达的主要驱动因素之一，无论它们是否来自被诊断患有ALS的患者。

“这是第一次近450个干细胞系同时分化并转化为ALS患者和健康对照患者的运动神经元，”Clive Svendsen博士说，他是Cedars-Sinai理事会再生医学研究所执行主任和生物医学科学与医学教授，他是该研究的共同高级和共同通讯作者。“这是与许多实验室中非常勤奋的科学家团队合作的结果，为ALS社区提供了重要的资源。

这一发现是源于Answer ALS的第一组深入发现，Answer ALS是世界上最大的ALS生物样本资源之一。Answer ALS是与100多名科学家合作的一部分，其中包括来自1，000多名ALS患者的生物学和临床数据。

数据由患者干细胞生成，然后转化为运动神经元，即负责肌肉功能的神经细胞。这些运动神经元使研究人员更好地了解致命疾病的机制，并可能有助于开发针对特定细胞和途径的新疗法。

这些样本可通过Cedars-Sinai iPSC核心和生物制造中心提供给研究人员，该中心由该研究的共同通讯作者，Cedars-Sinai生物制造中心执行主任和生物医学科学副教授Dhruv Sareen博士领导。

虽然使用人类干细胞来模拟疾病的方法不是第一个，但从来没有人分析过ALS患者的这么多干细胞系。

ALS是一种复杂的疾病，仍然知之甚少，目前还没有已知的治疗方法。这种疾病会对大脑和脊髓中的运动神经元造成损害，导致肌肉控制和最终运动的丧失。目前，除了呼吸器或喂食管等措施外，没有其他药物可以有效地针对致命疾病，以帮助患者更加舒适。

为了了解ALS发生的原因并确定男性和女性ALS的不同分子特征，研究小组使用了来自ALS患者的341个干细胞系，这些干细胞系被分化为运动神经元，以及来自健康对照组的92个细胞系。

Leslie Thompson博士，该研究的共同通讯作者，UCI精神病学和人类行为以及神经生物学和行为的Bren教授，她的团队执行和分析了RNA测序，可以测量每个样本中多达32，000个基因的表达。这使团队能够检测可能受疾病影响的基因模式，并查看是否有任何信号将ALS患者与健康对照区分开来。

研究小组没有发现与ALS相关的显着差异，而是发现男性和女性之间的显着差异，无论他们是否被诊断出患有ALS。研究人员还惊讶地发现，雄性ALS干细胞产生的运动神经元明显多于对照组，但女性干细胞并未观察到这一点。

“我们假设我们会看到ALS和健康对照组之间的基因表达差异，但变化是微妙的，”Svendsen实验室的项目科学家，该研究的共同第一作者Michael Workman博士说。“然而，当我们分别分析男性和女性时，观察到基因表达的一些特定变化 - 特别是在男性ALS样本中。

以前使用这种方法的研究只使用了几行，并且经常不能平衡男性和女性受试者的实验。只有在如此大规模的范围内这样做才表明，性别是运动神经元中不同基因表达的主要驱动因素之一。

“众所周知，女性患ALS的可能性低于男性，如果他们被诊断出患有ALS，它通常会在生命后期影响不同的运动神经元，”Svendsen说，他也是克里和西蒙维卡家庭基金会再生医学杰出主席。“现在我们已经发现了可以区分男性和女性运动神经元的基因表达模式，它可能有助于未来设计治疗方法。

调查人员计划继续分析不断收集并存入Answer ALS在线开源门户的数据。资源论文中描述的所有数据都可供科学家下载，干细胞可通过Cedars-Sinai iPSC核心获得。

“带回家的信息是，这些大数据集和大量的ALS和对照干细胞系现在可供ALS社区使用和寻找这种毁灭性疾病的新原因和治疗方法，”Svendsen说。

该研究是与Answer ALS和UCI的合作项目。Dhruv Sareen博士和Leslie Thompson博士是共同资深作者，来自UCI的Ryan Lim博士和Jie Wu博士是共同第一作者。

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