बाधा एक एकल जीन धर्मान्तरित कई प्रकार की कोशिकाओं में सीधे डोपामाइन के उत्पादन न्यूरॉन्स — ScienceDaily


जियांग दांग फू, पीएचडी, कभी नहीं किया गया है के बारे में अधिक उत्साहित कुछ में अपने पूरे कैरियर. वह लंबे समय से अध्ययन किया बुनियादी जीव विज्ञान की शाही सेना, एक आनुवंशिक चचेरे भाई के डीएनए और प्रोटीन है कि यह बाँध. लेकिन एक एकल खोज शुरू की है फू में एक पूरी तरह से नए क्षेत्र: तंत्रिका विज्ञान.

दशकों के लिए, फू और उनकी टीम पर कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के सैन डिएगो स्कूल ऑफ मेडिसिन के अध्ययन नामक एक प्रोटीन PTB है, जो अच्छी तरह से जाना जाता है के लिए बाध्य शाही सेना और प्रभावित करने वाले जीन जो बदल रहे हैं “पर” या “बंद” एक सेल में. अध्ययन करने के लिए एक की भूमिका प्रोटीन की तरह PTB, वैज्ञानिकों अक्सर हेरफेर करने के लिए कोशिकाओं की मात्रा कम है कि प्रोटीन, और फिर देखो के लिए देखो क्या होता है.

कई साल पहले, एक postdoctoral शोधकर्ता के काम में फू की लैब ले जा रहा था कि दृष्टिकोण का उपयोग कर, एक तकनीक बुलाया siRNA चुप्पी के लिए PTB जीन में संयोजी ऊतक कोशिकाओं के रूप में जाना जाता fibroblasts. लेकिन यह एक कठिन प्रक्रिया है की जरूरत है कि किया जा करने के लिए और अधिक से अधिक. वह यह के थक गया है और आश्वस्त फू वे का उपयोग करना चाहिए एक अलग तकनीक बनाने के लिए एक स्थिर सेल लाइन है कि स्थायी रूप से कमी PTB. सबसे पहले, postdoc के बारे में शिकायत की है कि बहुत है, क्योंकि यह कोशिकाओं के विकास, तो धीरे धीरे.

लेकिन फिर उसने देखा, कुछ अजीब के बाद सप्ताह के एक जोड़े-वहाँ बहुत कुछ कर रहे थे fibroblasts छोड़ दिया है । लगभग पूरे पकवान था, के बजाय के साथ भरा न्यूरॉन्स.

इस serendipitous तरीके से, टीम की खोज की है कि बाधा को हटाने या सिर्फ एक एकल जीन, जीन है कि encodes PTB, बदल देती है के कई प्रकार माउस कोशिकाओं में सीधे न्यूरॉन्स.

और अधिक हाल ही में, फू और हाओ कियान, पीएचडी, एक postdoctoral शोधकर्ता अपनी प्रयोगशाला में ले लिया है, को खोजने के लिए एक बड़ा कदम आगे है, इसे लागू करने में क्या कर सकता है एक दिन हो सकता है एक नए चिकित्सकीय दृष्टिकोण के लिए पार्किंसंस रोग और अन्य neurodegenerative रोगों. सिर्फ एक ही इलाज को बाधित करने के लिए PTB चूहों में परिवर्तित देशी astrocytes, स्टार के आकार का समर्थन कोशिकाओं, मस्तिष्क के न्यूरॉन्स में उत्पादन है कि न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन. एक परिणाम के रूप में, चूहों की पार्किंसंस रोग के लक्षण गायब हो गया है ।

अध्ययन प्रकाशित किया जाता है, 24 जून, 2020 में प्रकृति.

“दुनिया भर के शोधकर्ताओं की कोशिश की है करने के लिए कई तरीके उत्पन्न न्यूरॉन्स में प्रयोगशाला का उपयोग, स्टेम कोशिकाओं और अन्य साधन है, तो हम कर सकते हैं उन्हें बेहतर अध्ययन, के रूप में अच्छी तरह के रूप में उपयोग करने के लिए उन्हें बदलने के लिए खो दिया न्यूरॉन्स में neurodegenerative रोगों ने कहा,” फू, जो एक प्रतिष्ठित प्रोफेसर के विभाग में सेलुलर और आण्विक चिकित्सा यूसी सैन डिएगो स्कूल ऑफ मेडिसिन के. “तथ्य यह है कि हम का उत्पादन कर सकता है तो कई न्यूरॉन्स में इस तरह के एक अपेक्षाकृत आसान तरीका के रूप में आया एक बड़ा आश्चर्य है।”

वहाँ रहे हैं कई अलग अलग तरीकों से नकल करने के लिए पार्किंसंस रोग में चूहों. इस मामले में, शोधकर्ताओं लागू एक डोपामाइन की तरह एक अणु के लिए जहर न्यूरॉन्स कि डोपामाइन का उत्पादन. एक परिणाम के रूप में, चूहों कम डोपामाइन न्यूरॉन्स के उत्पादन और विकास के लक्षण के लिए इसी तरह के पार्किंसंस रोग, इस तरह के रूप में आंदोलन की कमी है ।

उपचार इस तरह काम करता है: शोधकर्ताओं ने विकसित एक noninfectious वायरस वहन करती है कि एक antisense oligonucleotide अनुक्रम-एक कृत्रिम टुकड़े डीएनए के डिजाइन के लिए विशेष रूप से बाध्य शाही सेना कोडिंग के लिए PTB, इस प्रकार यह अपमानजनक, यह को रोकने के से में अनुवाद किया जा रहा एक कार्यात्मक प्रोटीन और उत्तेजक न्यूरॉन के विकास.

Antisense oligonucleotides भी जाना जाता है, के रूप में डिजाइनर डीएनए दवाओं, कर रहे हैं एक सिद्ध दृष्टिकोण के लिए neurodegenerative और neuromuscular रोगों — अध्ययन के सह-लेखक है, क्लीवलैंड, पीएचडी, प्रौद्योगिकी का बीड़ा उठाया है, और यह अब के लिए आधार रूपों एक खाद्य और दवा प्रशासन (FDA)-अनुमोदित उपचार के लिए रीढ़ की हड्डी में पेशी शोष और कई अन्य उपचारों वर्तमान में नैदानिक परीक्षणों में. क्लीवलैंड है कुर्सी विभाग के सेलुलर और आणविक चिकित्सा यूसी सैन डिएगो स्कूल ऑफ मेडिसिन और सदस्य के लुडविग संस्थान में कैंसर अनुसंधान के लिए, सैन डिएगो.

शोधकर्ताओं ने दिलाई PTB antisense oligonucleotide उपचार के लिए सीधे माउस के मध्यमस्तिष्क जिम्मेदार है, जो विनियमन के लिए मोटर नियंत्रण और व्यवहार को पुरस्कृत, और मस्तिष्क का हिस्सा है कि आम तौर पर खो देता है, डोपामाइन न्यूरॉन्स के उत्पादन में पार्किंसंस रोग के लिए. एक नियंत्रण समूह के चूहों प्राप्त नकली उपचार के साथ एक खाली वायरस या एक अप्रासंगिक antisense अनुक्रम.

में इलाज चूहों के एक छोटे सबसेट astrocytes परिवर्तित करने के लिए न्यूरॉन्स की संख्या बढ़ रही है, न्यूरॉन्स के द्वारा लगभग 30 प्रतिशत है । डोपामाइन के स्तर को बहाल कर रहे थे करने के लिए एक स्तर करने के लिए तुलनीय है कि सामान्य चूहों में. क्या अधिक है, न्यूरॉन्स की वृद्धि हुई है और भेजा उनकी प्रक्रियाओं के अन्य भागों में मस्तिष्क. वहाँ था कोई परिवर्तन में नियंत्रण चूहों.

दो अलग-अलग उपायों के अंग आंदोलन और प्रतिक्रिया, के साथ इलाज चूहों लौटे सामान्य करने के लिए तीन महीने के भीतर एक एकल उपचार के बाद, और पूरी तरह से बनी हुई स्वतंत्र रूप से पार्किंसंस रोग के लक्षणों के लिए उनके जीवन के बाकी. इसके विपरीत, नियंत्रण चूहों कोई सुधार नहीं दिखा.

“मैं दंग रह गया था पर मैं क्या देखा ने कहा,” अध्ययन के सह-लेखक विलियम Mobley, एमडी, पीएचडी, विशिष्ट प्रोफेसर के न्यूरो पर यूसी सैन डिएगो स्कूल ऑफ मेडिसिन के. “इस पूरी नई रणनीति के इलाज के लिए neurodegeneration देता है आशा है कि यह संभव हो सकता है मदद करने के लिए यहां तक कि उन लोगों के साथ उन्नत रोग।”

यह क्या है के बारे में PTB है कि इस काम में आता है? “इस प्रोटीन की एक बहुत में मौजूद कोशिकाओं,” फू ने कहा. “लेकिन के रूप में न्यूरॉन्स विकसित करने के लिए शुरू से उनके व्यापारियों के लिए, यह स्वाभाविक रूप से गायब हो जाता है । क्या हमने पाया है कि मजबूर PTB के लिए दूर जाना है, केवल एक सेल संकेत की जरूरत पर बारी करने के लिए जीन की जरूरत का उत्पादन करने के लिए एक न्यूरॉन.”

बेशक, चूहों नहीं कर रहे हैं लोगों को, उन्होंने आगाह किया. मॉडल के साथ टीम के लिए इस्तेमाल किया नहीं पूरी तरह से पुनरावृत्ति सभी आवश्यक सुविधाओं के पार्किंसंस रोग के लिए. लेकिन अध्ययन प्रदान करता है अवधारणा के एक सबूत के, फू ने कहा.

अगला, टीम की योजना का अनुकूलन करने के लिए उनके तरीकों और दृष्टिकोण में माउस मॉडल की नकल है कि पार्किंसंस रोग के माध्यम से आनुवंशिक परिवर्तन. वे भी पेटेंट के PTB antisense oligonucleotide उपचार आगे बढ़ने के क्रम में की ओर का परीक्षण मनुष्यों में.

“यह मेरा सपना करने के लिए यह देखने के माध्यम से करने के लिए नैदानिक परीक्षण, परीक्षण करने के लिए इस दृष्टिकोण एक इलाज के रूप में पार्किंसंस रोग के लिए, लेकिन यह भी कई अन्य बीमारियों जहां न्यूरॉन्स खो रहे हैं, जैसे अल्जाइमर और Huntington रोग और स्ट्रोक,” फू ने कहा. “और सपना भी बड़ा-तो क्या हम लक्ष्य PTB सही करने के लिए दोष के अन्य भागों में मस्तिष्क के इलाज के लिए, चीजों की तरह विरासत में मिला है मस्तिष्क दोष?

“मैं खर्च करने का इरादा मेरे कैरियर के बाकी के इन सवालों का जवाब दे.”



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