Nat Commun：抗生素可治疗唐氏综合征？

加州大学Davis分校的研究团队发现，大脑的支持细胞在唐氏综合征中了起到了重要的作用。他们利用iPS技术将患者的皮肤细胞转变为星形胶质细胞，并由此建立了新的疾病模型。研究显示，一种便宜的抗生素能够校正唐氏综合征中的许多异常，相关论文发表在七月二十日的Nature Communications杂志上。

“我们开发了唐氏综合征的人类细胞模型，有助于进行疾病研究和新药筛选，”领导这项研究的副教授Wenbin Deng说。“这一模型比传统动物模型更具优势，因为它源自于患者自身的细胞。”

据统计，在美国每691名新生儿中就用一名患有唐氏综合征，这种疾病的患者具有两个拷贝的21号染色体。人们一般用小鼠模型来研究唐氏综合征，但Deng认为动物模型并不够理想，因为人类大脑要复杂得多。这种复杂性大多来自于星形胶质细胞，这些支持细胞对于大脑的结构和神经冲动的传导都很重要。

“我们的思维能力来自于神经元，但星形胶质细胞的支持作用也极其关键，”Deng说。“人们逐渐意识到，星形胶质细胞是大脑神经功能障碍的一个关键因素，而这是首次在唐氏综合征中展现它的作用。”

唐氏综合征的新模型

研究人员将唐氏综合征患者的皮肤细胞转变为干细胞（iPSC），这些细胞与患者的遗传组成相同，而且能够分化成为不同的细胞类型。他们将这些细胞分别诱导成为星形胶质细胞和神经元，以便系统性分析星形胶质细胞中表达的因子，研究它们对神经元发育的影响。

研究显示，在源自唐氏综合征患者的星形胶质细胞中，蛋白S100B的表达显著提升。星形胶质细胞释放的S100B会使这些细胞有害活化（astrogliosis），对神经元产生负面影响。

研究人员将iPS生成的这些星形胶质细胞移植到小鼠体内，结果小鼠出现了唐氏综合征的病理学特征，但移植源自患者的神经元不会产生这样的效果。

抗生素的神经保护作用

研究团队用上述新模型进行了药物筛选，他们发现抗生素minocycline能够校正星形胶质细胞的许多异常，使这些细胞与神经元产生更多的健康互作。Minocycline是一种四环素类的抗生素，具有抗炎症能力，一般被用于治疗细菌感染、痤疮和关节炎。

“iPS已经为人们构建了不少神经发育和神经退行性疾病的新模型，这些模型更适合进行病理学研究和药物筛选，”文章的一位共同作者，David Pleasure教授说。“这项研究利用iPS技术，首次发现了星形胶质细胞在唐氏综合征中的关键作用，并在此基础上鉴定了有效的药物作用途径。”

近年来，越来越多的证据表明minocycline具有保护神经的作用，引起了研究者们的广泛兴趣。这种药物能够从血液进入大脑，并作用于星形胶质细胞。不过研究人员也强调，minocycline的安全性和有效性还有待于临床试验来证明。

原始出处：

Chen C1, Jiang P2, Xue H3, Peterson SE4, Tran HT4, McCann AE5, Parast MM6, Li S7, Pleasure DE8, Laurent LC9, Loring JF9, Liu Y3, Deng W10.Role of astroglia in Down's syndrome revealed by patient-derived human-induced pluripotent stem cells.Nat Commun. 2014 Jul 18;5:4430. doi: 10.1038/ncomms5430.