新研究使科学家能够测试影响幼儿的罕见神经退行性疾病的治疗方法

由于威斯康星大学麦迪逊分校的科学家们创造了一种新的研究模型，科学家们将首次能够测试一组影响婴幼儿的罕见神经退行性疾病的治疗方法。他们的研究结果发表在《国家科学院院刊》上。

遗传性痉挛性截瘫(HSPs)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肉张力增加，导致腿部无力，最终影响他们爬行或行走的能力。

“早在六个月大的孩子就有这些威斯康星大学麦迪逊分校生物分子化学系教授AnjonAudhya说：突变的孩子开始出现疾病迹象。”“在两到五岁之间，这些孩子会坐轮椅，不幸的是，他们永远无法行走。”

Audhya解释说，许多科学家没有研究痉挛性截瘫，因为没有一个好的模型来研究这种疾病的起源或测试治疗方法。以前的小鼠模型没有奏效，因为在整个身体中携带运动相关信息的神经元通路似乎与人类的不同，研究人员还没有进行人体临床试验。

Audhya与威斯康星大学麦迪逊分校研究人员的跨学科团队合作，研究导致幼儿HSP的特定突变。然后，他们利用他们学到的东西来创建一个更好的模型——在老鼠身上。

研究人员选择的突变作用于一种称为Trk融合基因或TFG的蛋白质。健康的TFG蛋白在神经细胞或神经元内工作，将其他蛋白质从细胞的一个部分运送到另一部分。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递信息。

依赖TFG运输的蛋白质使这些神经元通路保持健康，帮助管理大脑向身体发送哪些电信号以及抑制哪些信号。通过平衡正确的刺激水平，神经元可以指导运动，例如收缩行走中涉及的腿部肌肉。

在TFG基因突变的幼儿中，神经元蛋白不能有效地通过他们的神经细胞。Audhya说，这可能会造成电刺激的不平衡，从而使大量的电信号被发送到下肢，从而导致肌肉张力升高。随着时间的推移，过度的肌肉张力会导致运动功能丧失。

“你可以想象，如果你真的很努力地伸展你的腿，并且你把所有的精力都放在弯曲那块肌肉上，那么它真的很难移动，”Audhya说，他也是该大学基础研究、生物技术和研究生研究的高级副院长。威斯康星大学医学和公共卫生学院。

为了寻找可行的模型，研究人员求助于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。这使他们能够研究疾病如何从早期发展中发展中发展并监测出生后症状的进展。

不仅大鼠的神经通路更接近人类，而且研究人员发现大鼠的症状与HSP儿童的症状相似。它也发生在足够快的时间尺度上，科学家们应该能够轻松地测试潜在疗法的可行性。

“对于这些患者来说，锻炼是唯一存在的疗法，这真的不能令人满意，”Audhya说。“我认为我们在建立一个可以测试不同假设的模型方面取得了重大飞跃。从我的角度来看，这很重要。”

生物分子化学所涉及的复杂细节对某些人来说可能看起来很平凡，但像这样的基础科学却让Audhya着迷。直到他与患有HSP的患者接触后，他才完全了解他的工作可能产生的潜在影响。

“这些是服务不足的人群。一家制药公司不太可能为如此少的受影响人群花费大量资源。相反，他们将专注于阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病，”他说。“所以，我觉得这是一种被广泛忽视、投资不足的疾病，这是一个我们可以产生影响的领域。”

Audhya说，他希望这种新模式能够激发更多科学家研究HSP，以提高对疾病发展的理解，并最终改善获得有助于儿童的治疗方法。