2020年7月14日

抗抑郁药损害实验室生长的“小脑”中发育中的神经元

约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员证明了干细胞来源的使用"小脑"以检测常见药物对大脑发育的有害副作用。微型大脑是人类的微型大脑模型,由人类干细胞发育而成,而人眼几乎看不到,其细胞机制模仿了人类大脑的发展。

科学家于2月份发表了他们的发现 细胞神经科学前沿研究人员使用小脑确定抗抑郁药帕罗西汀(通常称为Paxil或Seroxat)抑制神经元之间连接点的突触的生长,并导致重要的支持细胞群显着减少。帕罗西汀可穿过孕妇的胎盘,目前警告不要在怀孕初期使用,主要是由于已知的心脏和肺部疾病风险。一些 也有人提出帕罗西汀会增加自闭症的风险。

帕罗西汀和此类中的其他抗抑郁药被称为SSRIs或选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,是世界上最常用的处方药,每年至少处方数亿。新发现可能会加剧人们对该药物及其同类药物对治疗的影响的担忧。 .

The study authors say that the findings suggest that lab-grown 小脑, which they call BrainSpheres, are a good alternative to traditional animal testing. In particular, they can reveal 药品s 和 other chemicals that are harmful to young 脑s.

“越来越多的人担心我们有一种神经发育障碍的流行病,包括自闭症,这些病可能是由于暴露于普通药物或其他化学物质引起的。但是,由于传统的动物测试非常昂贵,因此我们无法适当地进行调查这个问题。”共同作者,环境卫生与工程学系系主任兼教授,彭博学院动物试验替代中心主任托马斯·哈通说。

Hartung 和 colleagues developed the 小脑 to model early 脑 development. The tiny clumps of 脑 tissue are made by taking from adult humans, often from their skin, 和 transforming them into stem 细胞, 和 then biochemically nudging the stem 细胞 to develop into young 脑 细胞. The 小脑 form a rudimentary 脑-like 要么ganization over a period of a few months. Because they are made of human 细胞, they may be more likely to predict effects on the –并且由于它们可以在实验室中大量生产,因此与动物相比,使用它们便宜得多。

A set of animal toxicology tests for a single chemical costs about $1.4 million on average, the authors note, which explains why the vast majority of chemicals used in 药品s 和 other consumer products have never been tested for toxicity. In contrast, toxicity testing using 小脑 costs 只要 a few thousand dollars.

The research team exposed 小脑 to two different concentrations of 帕罗西汀 over eight weeks as the clumps of tissue developed. Both concentrations were within the therapeutic range for blood levels of the 药品 in humans. In the experiments, the researchers also used two different sets of 小脑, each derived from a different stem cell.

科学家发现,虽然帕罗西汀似乎没有明显的神经元杀伤作用,但在较高浓度下,帕罗西汀可将称为突触素的蛋白质(突触的关键成分和标记)的水平降低多达80%。帕罗西汀还降低了其他两个与突触相关的标志物的水平。同样,研究小组观察到帕罗西汀减少了正常的神经突结构的生长,该结构最终发展成为成熟神经元的输出茎和根状输入分支。最后,研究人员指出,与对照组相比,暴露于帕罗西汀的小脑发育的少突胶质细胞少了75%,少突胶质细胞是大脑正确“布线”的关键。

这些影响表明 可能会阻碍发育中的神经元之间互连的正常形成,这可能是自闭症或其他疾病的基础。

The study also shows the broader potential of 小脑-based testing to detect adverse effects of 药品s on the 大脑发育.

“在这份报告中,我们能够证明 可以揭示一种化学物质的相对微妙的神经发育作用,而不仅是明显的作用,” Hartung说。“ 导致自闭症的争论已有十年之久,无法通过动物试验或流行病学分析解决。”



更多信息: 夏夏忠等。抗抑郁药帕罗西汀在iPSC衍生的3D人脑模型中表现出发育性神经毒性, 细胞神经科学前沿 (2020)。 DOI:10.3389 / fncel.2020.00025
引文: 抗抑郁药损害实验室生长的“小脑”中发育中的神经元(2020年7月14日) 2020年11月10日检索 from //xasqxhb.com/news/2020-07-antidepressant-neurons-lab-grown-mini-brains.html
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