뇌진탕에서 알츠하이머병까지: 미니

요약:연구자들은 뇌진탕과 알츠하이머병 사이의 연관성을 조사하기 위해 "칩상 외상성 뇌 손상(TBI)"을 개발했습니다.

배아 생쥐의 뉴런 클러스터를 사용하여 그들은 축구 선수가 경험하는 것과 유사한 g-force에 "소형 뇌"를 노출시켰습니다. 그들은 신경퇴행성 질환과 관련된 분자인 아크롤레인의 즉각적인 급증과 알츠하이머병과 관련된 단백질인 아밀로이드 베타 42(AB42)의 잘못된 접힘이 크게 증가하는 것을 발견했습니다.

이 장치는 또한 아크롤레인 및 AB42 수준을 감소시키는 데 있어 하이드랄라진과 같은 잠재적 치료법을 테스트하는 데에도 사용되었습니다.

중요한 사실:

원천:퍼듀대학교

머리에 타격을 받은 후 알츠하이머병과 관련된 손상이 시작되기까지 얼마나 많은 시간이 경과합니까?

기능하는 뇌 세포 클러스터에 대한 진탕력의 영향을 추적할 수 있는 장치는 몇 시간 내에 답을 얻을 수 있음을 시사합니다. 퍼듀 대학에서 개발 중인 "칩 위의 외상성 뇌 손상(TBI)"은 수십 년이 지나면서 스스로 드러나지만 그 기원을 추적하기가 매우 어려운 원인과 결과에 대한 창을 열어줍니다.

퍼듀대학교 수의과대학 응용신경과학부 수석 연구원이자 Mari Hulman George 기증교수인 Riyi Shi는 “우리는 기본적으로 우리가 때리고 연구할 수 있는 소형 뇌를 만들고 있습니다.”라고 말했습니다.

“우리는 TBI와 알츠하이머병 사이에 연관성이 있다는 것을 알고 있습니다. 그것은 임상 관찰에서 잘 확립되어 있습니다. 그러나 기본 필수 경로를 알아내는 것은 쉽지 않습니다. TBI 온 칩을 사용하면 살아있는 동물에서는 수행하기 매우 어려운 많은 가설을 테스트할 수 있습니다."

최근 Lab on a Chip에 발표된 연구에서 Shi가 이끄는 연구팀은 배아 생쥐의 배양된 뉴런 클러스터에 200g 힘의 세 번의 타격을 가했습니다. 각각의 타격은 축구 선수가 한 번의 타격에서 받는 것의 가장 높은 수준에 가깝습니다. .

외상으로 인해 산화 스트레스 및 신경퇴행성 질환과 관련된 분자인 아크롤레인의 생성이 즉각적으로 급증하고, 사람의 뇌에 있는 플라크라고 불리는 덩어리에서 발견되는 아밀로이드 베타 42(AB42) 단백질의 잘못 접힌 덩어리가 증가합니다. 알츠하이머병으로. 추가 실험에서는 충격, 아크롤레인 및 AB42 사이의 연관성을 추적했습니다.

이 장치는 아크롤레인 수치를 낮추는 것으로 알려진 약물을 포함하여 가능한 치료법을 테스트하는 데에도 사용할 수 있습니다.

현재 연구에서 Shi 팀은 이 장치를 사용하여 미국 식품의약청(FDA)에서 혈압 강하용으로 승인한 알려진 아크롤레인 제거제인 하이드랄라진이 클러스터에서 생성된 아크롤레인의 양과 잘못 접힌 AB42의 수준을 감소시킨다는 것을 보여주었습니다. 공격 후 뉴런의 수.

신경퇴행성 질환인 아크롤레인과 하이드랄라진을 오랫동안 연구해 온 Shi는 TBI 칩이 그가 20년 동안 연구해 왔던 발견을 가능하게 했다고 말했습니다.

“이제 무슨 일이 일어나고 있는지 알았으니, 이에 대해 우리가 할 수 있는 일이 없을까요? 대답은 '그렇다'입니다.”라고 퍼듀 통합 신경과학 연구소의 회원이기도 한 Shi는 말했습니다.

“아크롤레인은 시간에 따라 달라집니다. 더 오래 있을수록 더 많은 AB42 집계가 발생합니다. 여기서 우리는 이 약물로 아크롤레인을 낮추면 염증과 AB42 응집을 낮출 수 있음을 보여줍니다."

퍼듀 마비 연구 센터에서 맞춤 제작된 이 장치는 진자를 사용하여 영양분으로 지지되는 25만 개의 뉴런 클러스터가 있는 작은 챔버에 특정 g-force를 전달합니다.

챔버에 내장된 마이크로전자 어레이는 뉴런의 전기적 활동을 측정하여 몇 주 동안 기능적 발화 패턴을 유지하며, 투명한 관찰 포트를 통해 뉴런을 현미경으로 관찰할 수 있습니다.

연구자들은 특정 생화학적 측정을 수행하기 위해 일정 간격으로 챔버에서 뉴런 클러스터를 제거합니다.

Shi는 "여기서 우리가 하는 몇 가지 독특한 일이 있지만 가장 큰 것 중 하나는 이 칩을 손상시키지 않고 칠 수 있어 실제 모델에 영향을 주고 계속 연구할 수 있다는 것입니다."라고 Shi는 말했습니다.