新藥開發(fā)一般先用動(dòng)物做實(shí)驗(yàn)，篩選出有希望的物質(zhì)。但是讓動(dòng)物患上人類的疾病，出現(xiàn)與人類患者完全相同癥狀的情況很少。于是，培養(yǎng)細(xì)胞作為代替動(dòng)物的模型受到了人們的關(guān)注。
目前，已發(fā)現(xiàn)400多種老年癡呆癥治療藥物，但老年癡呆癥至今仍被認(rèn)為是不治之癥。為什么呢？因?yàn)檫@些物質(zhì)即使對(duì)動(dòng)物有效，對(duì)人類卻無效。
老鼠在自然狀態(tài)下不會(huì)患上老年癡呆癥。要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就要誘發(fā)發(fā)病，但目前還不清楚老年癡呆癥的發(fā)病機(jī)制。
研究人員以有限的知識(shí)為基礎(chǔ)，制作實(shí)驗(yàn)用的模型老鼠。這種方法只能使小鼠患上“疑似阿爾茨海默病”，很難說患上了阿爾茨海默病。
本次，研究者以開發(fā)用于老年癡呆癥研究的新模型為主題，在蒙特利爾大學(xué)健康中心的尼科爾·勒克萊爾教授的研究室進(jìn)行了研究。
在新藥開發(fā)中，不能突然在人類患者身上試驗(yàn)似乎有效的物質(zhì)。如果不能在充分驗(yàn)證有效性和安全性的基礎(chǔ)上進(jìn)行臨床試驗(yàn)，將會(huì)使受試者暴露在巨大的風(fēng)險(xiǎn)之中。
因此，研究人員使用再現(xiàn)因人類疾病觀察到的狀態(tài)的模型，篩選有希望的物質(zhì)。研究用模型不僅有助于治療和診斷工具的開發(fā)，對(duì)于尋找疾病的原因和風(fēng)險(xiǎn)因素的病理學(xué)研究也是不可或缺的。疾病模型是生物醫(yī)學(xué)研究中不可或缺的工具。
將皮膚細(xì)胞變成神經(jīng)元
如果能直接觀察功能不全的細(xì)胞，或者對(duì)細(xì)胞施加壓力，對(duì)研究者來說是一件好事，但老年癡呆癥卻無法實(shí)現(xiàn)這一愿望。采集活患者的大腦片段，調(diào)查其中的神經(jīng)元(神經(jīng)細(xì)胞)是不可能的。
因此研究者致力于開發(fā)與此非常接近的手法。提取患者的小片皮膚，培養(yǎng)細(xì)胞，經(jīng)過一個(gè)月左右的時(shí)間培育成神經(jīng)元。
如果說皮膚細(xì)胞能“變成”神經(jīng)元，可能會(huì)讓人感到驚訝，但有些人的細(xì)胞基因編碼都是一樣的。根據(jù)基因的表達(dá)方式，細(xì)胞可以變成皮膚細(xì)胞，也可以變成神經(jīng)元。因此，我們可以在皮膚細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的基因，使其變成神經(jīng)元。
用這種方法生成的神經(jīng)元保留了原來細(xì)胞的老化特征。這對(duì)于老年癡呆癥等與衰老有關(guān)的疾病的研究非常重要。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)不言而喻。也就是說，可以培養(yǎng)老年癡呆癥患者的神經(jīng)元。這些神經(jīng)元表現(xiàn)出老年癡呆癥的特征，因此適合于老年癡呆癥的研究。
雖說如此，細(xì)胞并不是單獨(dú)發(fā)揮作用的。通過與其他類型的細(xì)胞的相互作用發(fā)揮各種作用。因此，在細(xì)胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步推進(jìn)了被稱為類器官的立體結(jié)構(gòu)，也就是迷你器官的制作研究。
如果能制造出大腦類器官，也就是迷你大腦，就能更準(zhǔn)確地再現(xiàn)大腦的功能，在神經(jīng)疾病的研究上發(fā)揮威力。
迷你腦等模型的主要用途是幫助疾病的病理學(xué)研究。因此，需要盡可能可靠的模型。如果是足夠可靠的模型，在臨床試驗(yàn)前驗(yàn)證候選新藥的有效性和安全性的試驗(yàn)也會(huì)被采用。
模型也有局限性
新藥開發(fā)用模型是篩選有前途物質(zhì)的工具。在這一點(diǎn)上，從患者身上提取的細(xì)胞培養(yǎng)樣本以及利用該培養(yǎng)樣本制作的類器官可以成為理想的模型。
因?yàn)椋词故窍癜柎暮Ｄ∵@樣有很多未知部分的疾病，如果采用來自患者細(xì)胞的模型，就可以更準(zhǔn)確地再現(xiàn)患者體內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象，包括未知部分。
培養(yǎng)細(xì)胞和類器官將來有可能用于第三種用途，即針對(duì)性醫(yī)療。
即使是同一種疾病的患者，由于體質(zhì)不同，藥效也因人而異。在治療有多種選擇的情況下，目前只能逐一嘗試各種方法，直到找到適合每個(gè)患者的方法。
在美國愛荷華大學(xué)，金伯利·萊斯利教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)挑戰(zhàn)了利用類器官解決這個(gè)問題的實(shí)驗(yàn)。用從子宮體癌和卵巢癌患者身上提取的組織制造類器官，評(píng)估對(duì)多種治療的反應(yīng)，結(jié)果顯示出了很有希望的結(jié)果。
另外，香港和新加坡的研究小組通過實(shí)驗(yàn)成功地展示了類器官對(duì)鼻咽癌放射治療的反應(yīng)和調(diào)整劑量的可能性。
使用這種方法，將來可能會(huì)比現(xiàn)在更迅速、更準(zhǔn)確地找出適合每個(gè)患者的治療方法。
不過，在阿爾茨海默病患者的迷你大腦中被確認(rèn)有效的物質(zhì)，未必真的對(duì)阿爾茨海默病有效。阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病由于多種因素的作用，會(huì)引起多種異常。
老年癡呆癥是由神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等各種組織的功能發(fā)生異常引起的。對(duì)于這種病理復(fù)雜的疾病，研究用模型的制作也極其復(fù)雜。
目前，在培養(yǎng)細(xì)胞中再現(xiàn)這種復(fù)雜的相互作用是不可能的。雖然將來可能會(huì)開發(fā)出更先進(jìn)的模型，為治療開辟道路，但模型畢竟是模型。
治疾病是不可能的。在了解這一點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將模型作為拯救患者的強(qiáng)有力的工具加以利用才是開發(fā)者的愿望。
