有望在无需脑脊液和PET的情况下进行无创分析,把握治疗“黄金时间”

韩国研究团队开发出一项新技术,可实时观测阿尔茨海默病的进程,有望大幅提前疾病的早期诊断和治疗时点。


高丽大学生命工学部教授 Park Huiho 研究团队与世宗大学教授 Kwon Bomi、韩国科学技术院(KAIST)教授 Yoo Honggi 研究团队联合开发出一种利用脑类器官的无创阿尔茨海默病诊断平台,并于20日对外公布。

基于hiPSC构建的阿尔茨海默病脑类器官模型及FLIM分析平台整体流程可视化示意图。研究团队供图

基于hiPSC构建的阿尔茨海默病脑类器官模型及FLIM分析平台整体流程可视化示意图。研究团队供图

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阿尔茨海默病是全球超过5000万人罹患的典型神经退行性疾病,在出现临床症状前15至20年,大脑细胞就已开始受损。但目前主要依赖脑脊液采集或价格高昂的正电子发射断层扫描(PET)等负担较重的方式,早期诊断存在明显局限。


利用“迷你大脑”实时分析病程进展


研究团队利用患者来源细胞制备了基于人诱导多能干细胞(hiPSC)的脑类器官,用以再现阿尔茨海默病。类器官是通过培养干细胞,构建出在结构和功能上与真实器官相似的“迷你器官”。


研究人员特别通过精确调控家族性阿尔茨海默病主要致病基因 PSEN1 突变的表达时点,成功在“迷你大脑”中再现了疾病的核心病理现象,从而弥补了既有细胞和动物模型难以充分反映人脑复杂结构的局限。

研究团队合影。上排自左起为 Korea University 生命工学部教授 Park Heeho、Sejong University 机械航空宇宙工学部教授 Kwon Bomi、KAIST 机械工学系教授 Yoo Hongki(以上为通讯作者)。下排自左起为 Korea University 硕博连读课程研究生 Kang Jihyun、Kookmin University 教授 Son Boram、KAIST 博士后研究员 Han Jungmu(以上为第一作者)。高丽大学供图

研究团队合影。上排自左起为 Korea University 生命工学部教授 Park Heeho、Sejong University 机械航空宇宙工学部教授 Kwon Bomi、KAIST 机械工学系教授 Yoo Hongki(以上为通讯作者)。下排自左起为 Korea University 硕博连读课程研究生 Kang Jihyun、Kookmin University 教授 Son Boram、KAIST 博士后研究员 Han Jungmu(以上为第一作者)。高丽大学供图

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在此基础上,团队又结合多模态荧光寿命成像(FLIM)技术,构建出一套可实时分析活体脑组织代谢状态的三维剖面分析平台。该平台无需额外染色,只需解析细胞内代谢物的荧光信号,就能区分疾病类型并追踪病程演变。


借助这项技术,研究团队以不破坏组织的非破坏性方式,成功实现了阿尔茨海默病的鉴别诊断,并实时观测其进展过程。


Park Huiho 教授表示:“我们实现了一项能够在活体人脑类器官中无创追踪阿尔茨海默病代谢变化的技术。今后将拓展至后天性阿尔茨海默病,有望推动精准诊断和治疗策略的开发。”



此次研究成果已于上月11日在线发表在纳米科学领域国际学术期刊《Nano Today》(影响因子10.9)。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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