纽约干细胞基金会 (NYSCF) 研究所和凯斯西储大学的科学家团队创建了迄今为止最大的多发性硬化症 (MS) 患者干细胞模型集合，并利用它们确定了神经胶质细胞（大脑中不可或缺的支持细胞）导致该疾病的独特方式。
该研究今天发表在《细胞干细胞》杂志上，首次报道了多发性硬化症患者的神经胶质细胞具有疾病的内在特征，不受免疫系统的影响，这表明干细胞具有揭示新疾病生物学的能力，也表明需要新型的多发性硬化症治疗方法。
神经胶质细胞在多发性硬化症中的隐藏作用
多发性硬化症是一种自身免疫性疾病，当人体免疫系统错误地攻击大脑和脊髓神经周围的保护性髓鞘时就会发生这种疾病，从而导致严重的神经系统残疾。
“到目前为止，大多数研究和治疗策略都集中于阻止过度活跃的免疫系统，但大脑细胞本身，特别是神经胶质细胞，如何导致多发性硬化症的发生和发展仍然是个谜，”领导这项研究的 NYSCF 高级研究员 Valentina Fossati 博士解释道。
该团队利用 NYSCF 自动化平台的强大功能，从 MS 患者的皮肤活检样本中创建诱导性多能干细胞(iPSC)，从而收集了迄今为止最大的 MS 患者干细胞系，涵盖了多种临床亚型。然后，他们将 iPSC 转化为神经胶质细胞（包括少突胶质细胞和星形胶质细胞），以研究它们在疾病中的作用。
通过从干细胞中生成富含神经胶质细胞的培养物，我们能够独立于体内复杂的环境研究它们在 MS 中的作用，而体内环境不断受到免疫细胞和炎症信号的影响。”
Valentina Fossati 博士，NYSCF 高级研究员
科学家们利用单细胞基因表达谱分析发现，原发性进行性多发性硬化症（一种特别严重的疾病）患者的干细胞衍生胶质细胞培养物中少突胶质细胞较少。少突胶质细胞负责产生髓鞘，髓鞘是神经纤维周围的保护鞘，在多发性硬化症中会丢失。
这项研究的共同负责人、凯斯西储大学医学院创新治疗学教授、神经胶质科学研究所所长、NYSCF - Robertson 干细胞研究员校友 Paul Tesar 博士指出：“这一观察结果挑战了人们对 MS 的传统理解，即 MS 纯粹由免疫系统功能障碍引起，这表明这种疾病也可能由源自大脑本身的过程引发。”
研究小组还观察到，与免疫和炎症功能相关的一组基因在多发性硬化症患者的干细胞衍生胶质细胞培养物中特别活跃，这与他们在已故多发性硬化症患者脑样本中发现的情况相符。此外，纽约州儿童基金会的科学家利用他们在人工智能方面的最新进展来检测人眼不易发现的星形胶质细胞差异。
Fossati 博士补充道：“由干细胞产生的神经胶质细胞与多发性硬化症患者大脑中的神经胶质细胞具有相似的特征，这一事实表明，干细胞模型可以相当准确地反映活体患者大脑中发生的情况，我们可以利用它们获得对这种疾病的重要见解。”
治疗干预的新目标
由于 MS 具有自身免疫活性，目前许多疗法都针对免疫系统。这些药物有助于减少免疫攻击的频率，但不幸的是，它们无法阻止导致疾病进展的神经退化。
这项研究的发现为治疗 MS 开辟了新的可能性。通过识别导致该疾病的特定神经胶质细胞行为，研究人员现在可以探索直接针对这些细胞的潜在疗法。这可能会带来更有效的治疗方法，而不仅仅是抑制免疫系统，并为患者带来新的希望。
Tesar 博士评论道：“我们的研究结果代表我们对 MS 的理解有了重大飞跃，并强调了神经胶质细胞作为治疗干预目标的巨大潜力，可以改变许多患者的治疗前景。”
团队科学带来的突破
这项研究之所以能够成功，是因为 NYSCF 拥有独特的大规模干细胞疾病建模能力，而 Tesar 实验室则拥有研究神经疾病中的神经胶质细胞和开发新药的专业知识。患者是在 Corinne Goldsmith Dickinson 多发性硬化症中心与 CGD 多发性硬化症中心副主任 Ilana Katz Sand 医学博士和现任纽约市立大学研究生院高级科学研究中心神经科学计划主任 Patrizia Casaccia 医学博士合作招募的。
NYSCF 总裁兼首席执行官 Jennifer J. Raab 表示：“这项研究是团队科学的杰出典范。通过这些独特的合作，我们可以更快地开发出患者急需的治疗当今主要疾病的新疗法。”
