Public Release: 

芯片上器官技术发现了治疗卢伽雷氏症的新型候选药物

Microphysiological 3D model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) from human iPS-derived muscle cells and optogenetic motor neurons

American Association for the Advancement of Science

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IMAGE: 建立在芯片上的ALS可描绘ALS病理;该芯片载有源自hiPS的ALS患者的光遗传学运动神经元(绿色)的及源自hiPS的骨骼肌细胞(紫色)。 view more 

Credit: Tatsuya Osaki/MIT

芯片上器官技术发现了治疗卢伽雷氏症的新型候选药物

通过一种芯片上肌肉的技术对肌萎缩性侧索硬化症(ALS,又称卢伽雷氏症)所进行的调查发现,一种新的药物组合或能成为这种进行性神经退行性疾病的有效治疗方法。这些发现凸显了芯片上的组织器官技术是有希望的测试候选药物及研究ALS发病机制(仍然基本未知)的平台;在这种技术中,微流控细胞培养可模仿活体中的情况。目前,美国大约有1.2万至1.5万人受到该病影响。ALS涉及脊髓和运动皮层中运动神经元的丧失,这会导致进行性麻痹、肌肉萎缩和死亡。尽管约10%的ALS患者具有家族性ALS(其发病通常可被追溯到某个基因突变),但90%的患者属“散发性ALS”,后者没有家族关联性或原因。由于得到FDA批准的治疗ALS的上市药物很少而且缺乏完整效力,因此临床上迫切需要对ALS治疗进行研究,需要用超越动物模型局限的更好的临床模型。Tatsuya Osaki和同事在此创建了一种基于芯片上病变技术的方法。该技术的特征为:在一个微流控芯片上装载有健康的骨骼肌束及诱导的多能干细胞所衍生的光敏运动神经元,后者来自某个散发性ALS患者。光被用来激活芯片上的肌肉收缩及控制神经活动。与载有非ALS患者细胞的芯片相比,载有ALS患者细胞的芯片会显示出肌肉收缩较少且较弱、运动神经元退化及肌肉细胞死亡增加。两种保护神经分子(雷帕霉素和博舒替尼,它们目前都在进行临床试验)可通过诱导运动神经元活动而帮助恢复肌肉收缩,并在基于芯片的疾病模型中改善神经元的存活。重要的是,每种药物自身穿过血脑屏障的能力都有限,但当两者合用时,这对分子搭档可有效地通过构建在芯片上的血脑屏障样的细胞层。

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