萊氏癥候群是兒童中最嚴(yán)重的線粒體疾病。它會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的肌肉無力、運(yùn)動(dòng)缺陷和智力殘疾，通常會(huì)導(dǎo)致兒童早夭，目前尚無治療方法。科學(xué)家已經(jīng)知道，患者基因SURF1通常會(huì)發(fā)生突變，后者對(duì)一種參與細(xì)胞能量生成過程的蛋白質(zhì)進(jìn)行編碼。基于此，研究人員創(chuàng)造了這種罕見疾病的首個(gè)人體模型。相關(guān)論文近日刊登于《自然—通訊》。
德國杜塞爾多夫大學(xué)醫(yī)院教授Alessandro Prigione團(tuán)隊(duì)及合作者，采用了細(xì)胞重編程技術(shù)，能夠?qū)⑵つw細(xì)胞轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生神經(jīng)元的干細(xì)胞。然后，他們使用CRISPR/Cas9精確地從患者細(xì)胞中移除突變，并將突變引入控制細(xì)胞。因此，研究人員能夠在受控的遺傳背景下研究SURF1突變的具體影響。他們隨后產(chǎn)生了神經(jīng)元和大腦類器官，重現(xiàn)了早期人類大腦的特征。
通過這些模型，研究人員發(fā)現(xiàn)患者的神經(jīng)元缺陷可能是由神經(jīng)前體能量不足引起的。這些能量缺陷導(dǎo)致神經(jīng)元分支不足，從而導(dǎo)致發(fā)育過程中大腦功能不正常。最后，研究人員證明神經(jīng)元分支缺陷可以通過使用SURF1基因替代療法或使用目前在兒童臨床安全使用的藥物苯扎貝特改善祖細(xì)胞的能量輸出。
該研究首次為SURF1突變引起的萊氏癥候群的神經(jīng)病理學(xué)研究提供了模型，并為治療該罕見病提供了實(shí)用策略。
相關(guān)論文信息：http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-22117-z
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