脊髓性肌萎缩症（SMA）是一种严重的神经系统疾病，目前没有治愈方法，尽管现有的治疗可以帮助管理症状。研究人员在寻找改进治疗方法的过程中，专注于胚胎发育过程中被忽视的问题。他们的研究基于涉及类器官的研究，这些类器官是实验室中培养的组织培养，模拟疾病过程。
SMA是一种没有治愈方法的挑战性神经系统疾病，尽管现有疗法可以减轻症状。德累斯顿技术大学的DZNE研究人员旨在探索胚胎发育中未被注意的不规则性，以寻找更好的治疗方案。他们的研究在期刊《Cell Reports Medicine》中得到了突出介绍，重点是类器官：实验室中创建的组织，模拟疾病机制。
在SMA中，脊髓神经元退化，导致肌肉无力和瘫痪。该病通常在儿童时期出现，在德国大约影响1500人。SMA的发病与特定基因的突变有关，该基因导致SMN（运动神经元生存）蛋白的缺乏，这对运动功能神经元至关重要。近年来，基因治疗被实施，以解决从出生后几天开始的蛋白缺乏问题，虽然可以减轻症状，但并不能治愈这种疾病。
一个以前未知的前奏
德累斯顿的研究人员提出了一种扩展的视角，以寻找更有效的治疗方法。“目前对SMA的关注主要考虑产后病症，忽视了可能在神经系统形成过程中较早出现的发育异常。我们的研究表明，SMA可能与以前未识别的胚胎发育异常有关。因此，我们认为，为了全面理解这种疾病，我们需要超越当前疗法的干预，”德累斯顿分支机构DZNE研究小组负责人、德累斯顿技术大学再生疗法中心（CRTD）主任Natalia Rodríguez-Muela博士解释道。
小组织样本
Rodríguez-Muela及其同事开发了“类器官”，其反映了脊髓和肌肉组织的重要特征。这些微小的、复杂的样本——大约是米粒大小——是由来自SMA影响个体的皮肤细胞衍生的人诱导多能干细胞创建的。“这是第一次为SMA研究创建如此复杂的类器官，”Rodríguez-Muela说。“尽管模型系统存在局限，但由于它们具有与人类身体中发现的多种细胞类型和组织结构，它们与真实情况非常相似。”随着类器官的成熟，研究人员调查了不同的发展阶段，从复制几周大的人的胚胎到观察到的SMA患者的产后相似之处。
细胞不规则性
当比较SMA影响的类器官与健康样本时，研究人员注意到了显著的区别：SMA类器官中的干细胞往往过快成熟为脊髓神经元。此外，神经元的数量低于正常水平，而存在的神经元特别脆弱，肌肉细胞的数量却增加。这些模式在具有SMA特征的小鼠胚胎中得到了印证，进一步加强了类器官的研究发现。“即使在纠正与SMA相关的基因缺陷后，我们仍然识别到发育不规则，尽管这些不规则性较轻，”Rodríguez-Muela强调。“这表明，简单恢复基因，如当前治疗所做的，可能无法完全解决SMA的问题。根据我们的临床发现，解决这些发育不足对于改善SMA的治疗至关重要。”
关注调节
Rodríguez-Muela怀疑，所识别的发育问题可能源于基因调节的干扰。“这不仅仅是关于SMN蛋白基因是否有缺陷。其缺乏对参与早期胚胎发育的其他必要基因的影响也可能是显著的，这暗示了一种可能的调节作用。我们仍然需要进一步调查，但这是一个合乎逻辑的假设，”她解释道。“这个概念应进一步追踪，因为它可能导致更有效的治疗，将当前方法与靶向基因调节的药物结合在一起——本质上是在解决‘表观遗传学’领域。解决发育异常可能需要在怀孕早期进行干预。如果产前检查显示SMA，这可能成为一种潜在的治疗策略。”
