猶他大學的科學家開發(fā)了一系列基因工程小鼠，有望為癲癇、阿爾茨海默病和其他疾病的新研究打開大門。
老鼠攜帶蛋白質(zhì)標記物，這些標記物會根據(jù)不同的鈣水平改變熒光的程度。這將允許以新的方式研究許多細胞類型，包括稱為星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的細胞。
“這打開了理解大腦如何工作的可能性，”人類遺傳學研究員、該研究的資深作者彼得特維迪克博士說。
這項研究于2014年8月14日發(fā)表在世界領先的神經(jīng)科學雜志《神經(jīng)元》上。這項工作是猶他大學大腦研究所的幾個實驗室參與的三年研究的結(jié)果。第一作者是J. Michael Gee，目前正在大學攻讀生物工程學士學位和研究生學位。
“我們真的處于團隊科學時代，”生物工程教授、大腦研究所執(zhí)行主任、該研究的通訊作者約翰懷特博士說。
有了新的小鼠系列，科學家可以使用基于激光的熒光顯微鏡來研究活體小鼠神經(jīng)膠質(zhì)細胞中的鈣指示劑，無論是在麻醉狀態(tài)下還是清醒狀態(tài)下。之所以研究鈣，是因為它是人體內(nèi)重要的信號分子，可以揭示大腦的運行情況。
利用這種方法，科學家們基本上在工作大腦中創(chuàng)造了一個窗口來研究神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞之間的相互作用。
懷特說：“我們相信，這將為我們提供治療癲癇以及大腦免疫系統(tǒng)如何工作的新見解。
據(jù)估計，在300萬患有癲癇的美國人中，約有三分之一缺乏足夠的治療方法來治療這種疾病。
在描述與其他大學研究人員和藥理學和毒理學教授的長期合作時，凱倫威爾考克斯博士說：“我們認為神經(jīng)膠質(zhì)細胞在癲癇中會失敗。我們需要做的是找出哪些星形膠質(zhì)細胞參與了這種疾病。”
預計這項研究將導致新的藥物類別。
追蹤小膠質(zhì)細胞內(nèi)鈣變化的能力也將為研究腦炎癥性疾病開辟可能性。科學家說，每一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括多發(fā)性硬化癥和阿爾茨海默病，似乎都含有炎癥成分。
“以前不可能進行實時成像和監(jiān)測小膠質(zhì)細胞的活動和炎癥反應，”Tvrdik說，尤其是在活體動物中。過去，研究人員使用合成染料來研究死后組織，或者依靠侵入性方法。
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