资料来源：纽约干细胞基金会
摘要：一组科学家在一个培养皿中创造出了帕金森氏症的人类干细胞疾病模型。在对几名人员进行的研究中，科学家们能够在实验室中观察到该疾病的主要特点，即患者在产生多巴胺能力方面的特异性差异，这种多巴胺分子在帕金森氏疾病患者体内比较缺乏。其中的研究对象包括一对同卵双胞胎，其中一个受到了帕金森氏症的影响，而另一人并未受到该疾病的影响，还有一位与帕金森氏症无关的患者以及四名健康的对照组人员。
一组由纽约干细胞基金会（NYSCF）研究所领导的科学家们成功地在一个培养皿中创建出帕金森氏症的人类干细胞疾病模型。在对几名人员进行的研究中，科学家们能够在实验室中观察到该疾病的主要特点，即患者在产生多巴胺能力方面的特异性差异，这种多巴胺分子在帕金森氏疾病患者体内比较缺乏。其中的研究对象包括一对相同的（同卵）双胞胎，其中一个受到了帕金森氏症的影响，而另一人并未受到该疾病的影响，还有一位与帕金森氏症无关的患者以及四名健康的对照组人员。另外，科学家们还为开发针对帕金森氏症的新治疗方法确定了一个策略。
由于遗传与非遗传因素的结合，帕金森氏症并没有完全有效的治疗方法或治愈方案。帕金森氏症是适度遗传性的，但是人类对于这种疾病的遗传机制还不是很了解。而且，该疾病存在的遗传形式和偶发形式更为常见。
“在同卵双胞胎这种独特的情景下，一个患有该疾病，而另一个没有，这使得我们的科学家们对帕金森氏症的机制进行了前所未有的观察，”NYSCF的首席执行官苏珊L·所罗门表示。“先进的干细胞研究技术使我们能够扩宽科学的界限，并且在细胞水平上一步一步地了解到在疾病进展过程中是什么出了问题。”
造成被称为葡萄糖脑苷脂酸的一种特定酶的产生的DNA突变已经与五倍多患有帕金森氏症的风险具有了相关性；然而，只有30%具有这种突变的个体被证明在80岁时患上了帕金森氏症。这个偏差表明，多种因素促成了帕金森氏症的发展，包括了遗传性的和非遗传性的因素。迄今为止，还没有出现适当的模型能够用以识别和测试导致该疾病发作的多个触发器。
在这项发表于《细胞报告》的研究中，一组具有GBA突变的同卵双胞胎为科学家们提供了一个独特的机会，以供他们评估和剖析造成其中一人患上帕金森氏症而另一个没有患上该疾病的遗传性和非遗传性因素。科学家们根据从双胞胎身上取下的皮肤样本创造出了诱导性多能干细胞（iPS），从而以此在一个培养皿中生产出帕金森氏症的一个细胞模型，重现了该疾病的关键特性，特别是α-突触核蛋白和多巴胺不足的累积。
在对细胞模型进行的分析中，科学家们发现，来自双胞胎体内由多巴胺生产的神经元减少了GBA酶的活性，提高了α-突触核蛋白的蛋白水平，并且降低了合成和释放多巴胺的能力。相对于没有受到该疾病影响的双胞胎兄弟来说，那位受到该影响影响的双胞胎兄弟所产生的神经元只能产生较少的多巴安，并且体内一种称为单胺氧化酶B（MAO-B）的酶的水平较高，并且相互连接的能力较差。通过运用过表达GBA来降低MAO-B活性的分子来处理该神经元，从而使α-突触核蛋白和多巴胺在细胞模型中的水平合乎标准。这表明，通过同时针对这两种酶，有可能对受感染的双胞胎兄弟运用一种综合治疗方法。
“造成双胞胎在帕金森氏症方面表现不一致的主体为我们提供了一个难以置信的机会，使我们能够利用器皿中该疾病的干细胞模型来了解该疾病的一些生物学机制，”NYSCF的副总裁以及干细胞和NYSCF——查尔斯·埃文斯中针对阿尔茨海默氏症的高级研究员斯科特·诺格尔博士称。“与这些非常不同的组织和科学家们一同合作增加了该研究的深度和价值，并且我们希望我们的研究结果能够适用于其他的帕金森氏症患者以及其他神经退行性疾病患者。”
在这种特殊情况下，基因和干细胞的研究分析为针对受帕金森氏症影响的双胞胎兄弟而进行的一种潜在有用的结合治疗方法确定了路径，并且有可能对于其他帕金森氏症患者来说具有更为广泛的适用性。虽然这个案例的研究是独一无二的，但是这种类型的研究和细胞分析可能会为所有类型的遗传性和偶发性帕金森氏症和其他相关的神经系统疾病提供进一步地线索。
材料来源：
上述材料是根据纽约干细胞基金会提供的材料进行编写的。注：可能根据内容和长度对材料进行了再次编辑。
参考资料：
Chris M. Woodard, Brian A. Campos, Sheng-Han Kuo, Melissa J. Nirenberg, Michael W. Nestor, Matthew Zimmer, Eugene V. Mosharov, David Sulzer, Hongyan Zhou, Daniel Paull, Lorraine Clark, Eric E. Schadt, Sergio Pablo Sardi, Lee Rubin, Kevin Eggan, Mathew Brock, Scott Lipnick, Mahendra Rao, Stephen Chang, Aiqun Li, Scott A. Noggle. iPSC-Derived Dopamine Neurons Reveal Differences between Monozygotic Twins Discordant for Parkinson’s Disease. Cell Reports, 2014; DOI: 10.1016/j.celrep.2014.10.023
