盡管抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法可以減輕艾滋病毒感染的許多負(fù)面影響，但醫(yī)學(xué)進(jìn)步尚未取得重大進(jìn)展的領(lǐng)域之一是減少認(rèn)知影響。一半的HIV患者患有HIV相關(guān)的神經(jīng)認(rèn)知障礙(HAND)，其表現(xiàn)形式多種多樣，從健忘和混亂到行為改變和運(yùn)動障礙。
為了更好地理解HAND的潛在機(jī)制，來自賓夕法尼亞牙科醫(yī)學(xué)院、佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院和費(fèi)城兒童醫(yī)院(CHOP)的研究人員聚集了他們互補(bǔ)的專業(yè)知識，并參與利用三種思維的腦細(xì)胞創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室模型系統(tǒng)。該模型由博士生肖恩瑞安(Sean Ryan)領(lǐng)導(dǎo)，他由賓夕法尼亞牙科和CHOP學(xué)院的凱利喬丹-西楚托(Kelly Jordan-Sciutto)和賓夕法尼亞醫(yī)學(xué)院的斯圖爾特安德森(Stewart Anderson)聯(lián)合指導(dǎo)，概述了艾滋病毒感染和抗病毒治療如何影響大腦的重要特征。
該論文的合著者Jordan-Sciutto說：“坦率地說，我們通常在HIV領(lǐng)域使用的模型有很多缺點(diǎn)。”該論文發(fā)表于《干細(xì)胞報(bào)告》。“這個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)大之處在于，它使我們能夠以一種比其他模型更適合患者的方式來研究人類不同細(xì)胞類型之間的相互作用?！?
除了研究艾滋病毒，研究團(tuán)隊(duì)成員還計(jì)劃使用相同的模型來揭示其他條件下的神經(jīng)機(jī)制，如精神分裂癥、阿爾茨海默病甚至正常衰老。
該論文的合著者安德森說：“我們正在與許多同事合作，使用這個(gè)系統(tǒng)來研究阿爾茨海默病和精神分裂癥。”“我們知道菜肴中的成分與這些疾病相互作用，這為我們提供了一種新的混合和匹配方式，以了解某些細(xì)胞如何導(dǎo)致神經(jīng)元損傷?！?
事實(shí)上，創(chuàng)建該模型的動機(jī)并不來自艾滋病研究，而是來自瑞安在安德森精神分裂癥實(shí)驗(yàn)室的工作。
這項(xiàng)工作的第一作者Ryan說：“我們一直在研究小膠質(zhì)細(xì)胞的作用，小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的先天免疫細(xì)胞。”“我們想看看能不能看到小膠質(zhì)細(xì)胞在精神分裂癥中的機(jī)制變化。”
出于這個(gè)原因，瑞安和安德森對使用人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞感興趣，這是一種被重新編程為類似胚胎干細(xì)胞的成人細(xì)胞，可以被誘導(dǎo)分化成許多不同的細(xì)胞類型。
然而，精神分裂癥是一種具有多種遺傳和環(huán)境因素的復(fù)雜疾病，表現(xiàn)形式廣泛。他們沒有專注于復(fù)雜的事情，而是試圖將他們的新系統(tǒng)應(yīng)用于也可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損傷的疾病，但這種疾病是以更戲劇性的方式引起的，并且還涉及小膠質(zhì)細(xì)胞：艾滋病毒/艾滋病感染。
他們與Jordan-Sciutto取得了聯(lián)系，后者在研究HAND的機(jī)制方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，渴望有機(jī)會開發(fā)出比現(xiàn)有模型更好的模型。科學(xué)家們共同確定了他們最感興趣的三種細(xì)胞類型：神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞。
神經(jīng)元不是直接被HIV感染的，但已知在感染過程中會受到損傷。同時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞被認(rèn)為與神經(jīng)元相互作用，通過將促炎因子送入細(xì)胞之間的空間(稱為突觸)而造成損傷。小膠質(zhì)細(xì)胞負(fù)責(zé)維持沒有疾病的健康環(huán)境，在HIV感染期間，它們會擴(kuò)張并促進(jìn)炎癥。
在確定了創(chuàng)建這種易于處理的模型的技術(shù)難度后，該模型獨(dú)立生成每個(gè)單元類型，然后將它們混合在一起。然后，研究小組用它來探索艾滋病毒感染和抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法如何單獨(dú)或結(jié)合影響細(xì)胞。
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