長(zhǎng)期以來,研究遺傳學(xué)如何影響腦部疾病的科學(xué)家一直在尋找更好的實(shí)驗(yàn)?zāi)P?。改良?xì)胞系的培養(yǎng)可以揭示一些基因如何影響精神疾病和腦癌發(fā)展的線索。然而,這樣的模型不能提供轉(zhuǎn)基因小鼠所能提供的大腦功能的真實(shí)形式。
即便如此,仔細(xì)培養(yǎng)老鼠來研究基因如何影響大腦也有幾個(gè)缺點(diǎn)。繁殖周期長(zhǎng),成本高,所需的基因特異性只能在小鼠幼崽出生時(shí)驗(yàn)證,但不能保證。
在今天的《自然》雜志上,來自波士頓兒童醫(yī)院和加州大學(xué)舊金山分校的科學(xué)家描述了一種新方法,為研究大腦創(chuàng)建了一個(gè)定制的小鼠模型。首先,天然毒素可以用于小鼠胚胎,殺死通常生長(zhǎng)在前腦的年輕腦細(xì)胞。然后,動(dòng)物的前腦可以由基因工程干細(xì)胞重建,這些干細(xì)胞含有研究所需的特定基因修飾。
這種“前腦替代”導(dǎo)致了具有嚴(yán)格遺傳控制的全功能小鼠幼崽,使科學(xué)家能夠通過更大的控制來研究特定基因如何影響腦部疾病。
弗雷德阿爾特博士說:“我們認(rèn)為這一策略為神經(jīng)生物學(xué)家研究大腦的許多方面提供了一個(gè)全新的平臺(tái),從基因控制大腦發(fā)育的基礎(chǔ)知識(shí),到為腦癌和精神疾病尋找新的基因療法的可能性。這篇新論文的資深作者之一,波士頓兒童細(xì)胞和分子醫(yī)學(xué)項(xiàng)目主任。
“大腦區(qū)域有胚胎干細(xì)胞的小鼠在記憶和學(xué)習(xí)任務(wù)方面與正常小鼠沒有區(qū)別,”曾在Alt Lab實(shí)習(xí)的Bjoern Schwer博士說,他現(xiàn)在是加州大學(xué)舊金山分校的助理教授和合著者。
Alt和他的團(tuán)隊(duì),包括Schwer,也正在發(fā)布一套詳細(xì)的說明,以便世界各地的科學(xué)家能夠在自己的神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中快速實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)。
研究基因斷裂和罕見腦部疾病。
Alt實(shí)驗(yàn)室開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)特殊目標(biāo)是將其用作研究一組基因的平臺(tái)。最近,他們發(fā)現(xiàn)這些基因在小鼠腦祖細(xì)胞中很容易斷裂。他們想確定這些基因可能斷裂的頻率和機(jī)制,以及這種斷裂過程是否會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)精神疾病和腦癌。
更重要的是,Alt和Schwer認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)可以用來幫助個(gè)性化醫(yī)療。通過創(chuàng)建定制的小鼠大腦模型,醫(yī)生和科學(xué)家可以模仿未確診的罕見腦部疾病和障礙的獨(dú)特基因譜。
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