阿尔茨海默病药物筛选需要在人体细胞上进行测试，以确定药物对患者有益。由于人脑细胞通常不在培养皿中存活，通常在癌症细胞中进行测试，结果不尽如人意。怎么办？10月10日发表在《Stem Cell Reports》的一项新技术，让人脑细胞在实验室中生长成为现实！

筛选药物阻力重重

格莱斯顿研究所的高级研究员、加州大学旧金山分校神经学教授Li Gan博士想要找到帮助阿尔茨海默病患者的治疗方法。像大多数研究者一样，她遇到一些很大的障碍。

当像Gan一样的研究者发现潜在新药时，他们必须在人体细胞上测试，以确定药物对患者有益。以往，这些测试是在癌症细胞中进行的，但癌症细胞与人脑细胞的生物学通常不匹配。

Gan解释，问题在于，人脑细胞通常不在培养皿中存活，我们需要在实验室中对人体细胞进行处理。但这不像听起来那样简单。

很多科学家使用诱导多能干细胞（iPSCs）来解决此问题。通过把皮肤细胞重编程成干细胞（能转变为人体任意类型细胞），获得IPSCs。Gan使用iPSCs生产了脑细胞，如神经元或胶质细胞，因为它们与神经退行性疾病相关。

源自iPSCs的人脑细胞为药物筛选提供了巨大潜能。不过，生产它们的过程复杂、昂贵且具有高变异性。很多当前方法生产的细胞具有异质性，或者彼此不同，导致药物筛选结果不一致。此外，生产大量细胞非常昂贵，所以很难扩展到大型实验。

为了克服这些限制，Michael Ward博士有一个想法。

新技术诞生

Ward（之前为Gan实验室博士后，现任国立卫生研究院[NIH]研究员）说，我想到在斯坦福开发的生产iPSCs的新方法。我想，如果我们能找到一种简化并更好地控制那种方法的方式，我们或能改进在实验室中基因工程人脑细胞的方式。

Ward和他的同事Chao Wang博士发现了操作细胞的基因组成的方法，以从单个iPSC生产成千上万的神经元。这意味着每个基因工程的脑细胞现在都一样了。

Gan说，我见过使用传统方法产生的太多变异性。能够生产均质人脑细胞令人非常兴奋。

研究小组进一步改善了技术，创造了简化的两步程序。这让科学家精确控制生产多少个脑细胞，并且让将结果从一项试验复制到下一项更简单。

他们的技术也大大加速了此过程。通常需要几个月来生产脑细胞，Gan和她的研究小组现在能在1或2周内基因工程大量脑细胞，在1个月内获得功能活动神经元。

研究者意识到，这一新方法有筛选药物和研究疾病机制的巨大潜能。为了证明，他们在自己的研究中进行检测。

使用iPSCs，他们用此技术生产人体神经元。之后，他们开发了一个药物发现平台并筛选1280个化合物。他们的目标是确定能降低大脑中tau蛋白水平的化合物。这被认为是阿尔茨海默病研究中最具前景的方式之一，可能带来治疗疾病的新药。

格莱斯顿研究所博士后Wang说，我们的技术能简单地扩大比例，用于筛选数百万化合物。

Gan总结，我们开发了用两个简单步骤生产大量人脑细胞的具有成本效果的技术。我们相信此技术会在基础科学和产业中广泛应用。

（环球医学编辑：丁好奇 ）

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