在唐氏综合症细胞中 全基因组破坏模拟了一种类似衰老的状态

一项新的研究表明，在唐氏综合症中，21 号染色体的第三个拷贝导致发育中大脑的关键细胞类型中整个基因组的 3D 配置重组。由此导致的基因转录和细胞功能的破坏与细胞老化或衰老中所见的非常相似，以至于领导这项研究的科学家发现他们可以使用抗衰老药物在细胞培养物中纠正它们。

因此，发表在Cell Stem Cell上的研究将衰老确立为未来治疗唐氏综合症的潜在靶向机制，加州大学圣地亚哥分校的新助理教授 Hiruy Meharena 说，他作为 Alana Down 高级 Alana 研究员领导了这项工作麻省理工学院综合症中心。

“存在一种与基因剂量反应无关的细胞类型特异性全基因组破坏，”Meharena 说。“这与在衰老中观察到的现象非常相似。这表明由 21 号染色体的第三个拷贝引起的发育中的大脑过度衰老可能是唐氏综合症神经发育异常的关键原因。”

高级作者 Li-Huei Tsai 说，该研究发现神经祖细胞(NPC) 具有衰老特征，神经祖细胞发育成包括神经元在内的大脑主要细胞，这一发现引人注目且新颖，但该团队为阐明这一点所做的广泛工作证实了这一点细胞核内异常染色体数目或非整倍性影响的潜在机制。

“这项研究说明了询问有关神经系统疾病潜在机制的基本问题的重要性，”麻省理工学院 Alana 中心主任和 Picower 学习与记忆研究所所长 Picower 神经科学教授 Tsai 说。“我们开始这项工作并不期望将衰老视为唐氏综合症的翻译相关特征，但数据来自询问额外染色体的存在如何影响发育过程中所有细胞染色体的结构。”

全基因组变化

Meharena 和合著者花了数年时间测量人类细胞培养物之间的区别，这些区别仅在于它们是否具有 21 号染色体的第三个拷贝。来自志愿者的干细胞被培养成 NPC。在干细胞和 NPC 中，该团队检查了 3D 染色体结构、DNA 结构和相互作用的几个指标、基因可及性和转录以及基因表达。他们还研究了基因表达差异对这些发育细胞重要功能的影响，例如它们在 3D 脑组织培养物中的增殖和迁移情况。干细胞并没有特别不同，但 NPC 受到 21 号染色体第三个拷贝的显着影响。

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