突破性大脑图谱有望彻底改变帕金森病的治疗

帕金森病是新加坡第二常见的神经退行性疾病，在50岁及以上人群中，每1000人约有3人患病。这种疾病会损伤中脑多巴胺能神经元，而这些神经元通过释放多巴胺来调节运动和学习。修复这些神经元最终可能缓解震颤、行动困难等症状。为阐明实验室环境中多巴胺能神经元的形成机制，研究团队创建了一种名为BrainSTEM（脑单细胞双层映射）的两步映射方法。他们与悉尼大学等合作伙伴合作，对近680,000个胎儿脑细胞进行了分析，绘制出完整的细胞图谱。第二步是更高分辨率的投射，能更精准地靶向中脑并定位多巴胺能神经元。这幅“综合参考图谱”现已成为评估中脑模型与真实人类生物学匹配度的全球标准。杜克-新加坡国立大学医学院神经科学与行为障碍项目的医学博士候选人、该论文的第一作者之一希拉里·托博士表示：“我们的数据驱动蓝图帮助科学家培育出能真实反映人类生物学特征的高产中脑多巴胺能神经元。这种质量的移植物对于提高细胞疗法的疗效、减少副作用至关重要，为帕金森病患者提供替代疗法铺平了道路。”该研究发表在《科学进展》杂志上，报告称一些用于培养中脑细胞的方法还会生成源自其他脑区的多余细胞。这些发现表明，实验方案和数据分析流程都需要改进，以检测并去除此类非目标细胞群。杜克-新加坡国立大学计算生物学中心的首席研究科学家、该研究的资深作者约翰·欧阳博士说：“通过单细胞分辨率绘制大脑图谱，BrainSTEM使我们能够精确区分甚至细微的非目标细胞群。这种丰富的细胞细节为人工智能驱动的模型提供了关键基础，这些模型将改变我们对患者进行分组以及为神经退行性疾病设计靶向疗法的方式。”杜克-新加坡国立大学神经科学与行为障碍项目的阿尔弗雷德·孙助理教授也是该论文的资深作者，他补充道：“BrainSTEM标志着脑建模领域的重大进步。通过提供严谨的数据驱动方法，它将加速帕金森病可靠细胞疗法的开发。我们正在设定新的标准，以确保下一代帕金森病模型能真实反映人类生物学特征。”研究人员将把他们的脑图谱作为开源参考发布，并将这种多层映射方法作为即插即用工具包提供。由于BrainSTEM可用于分离大脑中的任何细胞类型，全球实验室都能利用它加深理解、简化工作流程并加速神经科学领域的发现。杜克-新加坡国立大学研究高级副院长帕特里克·谭教授表示：“这项研究重新定义了基准——确立多层映射对于捕捉复杂生物系统中的细胞细节至关重要。通过如此详细地揭示人类中脑的发育过程，我们将加速帕金森病的研究和细胞疗法，为患者提供更好的护理并带来希望。”这项工作得到了悉尼大学-新加坡国立大学启动基金、杜克-新加坡国立大学帕金森病研究基金（由艾达·C·莫里斯·福尔克基金会慷慨捐赠）等项目的支持。杜克-新加坡国立大学仍是医学研究和教育领域的领导者，致力于通过科学创新改善患者护理。该研究推动了理解基本脑机制和开发神经疾病新治疗策略的持续努力。