研究遺傳學(xué)如何影響腦部疾病的科學(xué)家長期以來一直尋求更好的實驗?zāi)Ｐ?。遺傳修飾細胞系的培養(yǎng)物可以揭示某些基因如何影響精神疾病和腦癌的發(fā)展的一些線索。但是這樣的模型不能提供可以由基因修飾的小鼠提供的腦功能的真實形式。

即使這樣，仔細培育小鼠以研究基因如何影響大腦也有幾個缺點。繁殖周期冗長且成本高，只有當(dāng)小鼠幼崽出生時才能驗證 - 但不能保證 - 所需的基因特異性。

在今天的大自然中，來自波士頓兒童醫(yī)院和加州大學(xué)舊金山分校的科學(xué)家描述了一種創(chuàng)建用于研究大腦的定制鼠標模型的新方法。首先，天然毒素可用于小鼠胚胎，以殺死通常生長在前腦中的年輕腦細胞。然后可以從含有研究所需的特定遺傳修飾的基因工程干細胞重建動物的發(fā)育前腦。

這種“前腦替代”導(dǎo)致具有嚴格控制遺傳的完全功能的小鼠幼仔，使科學(xué)家能夠研究特定基因如何通過更大程度的控制來影響大腦疾病。

“我們認為這種策略是神經(jīng)生物學(xué)家研究大腦許多方面的全新平臺，從基因控制大腦發(fā)育的基礎(chǔ)知識到可能為腦癌和精神疾病尋找新的基因療法，”Fred Alt博士說。新論文的共同資深作者和波士頓兒童細胞與分子醫(yī)學(xué)項目主任。

“患有胚胎干細胞的大腦區(qū)域的小鼠在記憶和學(xué)習(xí)任務(wù)方面與正常小鼠難以區(qū)分，”Bjoern Schwer博士說，他是Alt實驗室的前實習(xí)生，現(xiàn)在是加州大學(xué)舊金山分校的助理教授和聯(lián)合高級作者在紙上。

Alt和他的團隊，包括Schwer，也在發(fā)布一套詳細的指令，以便世界各地的科學(xué)家能夠在他們自己的神經(jīng)生物學(xué)實驗室中快速實施該技術(shù)。

研究基因斷裂和罕見的腦部疾病

Alt實驗室開發(fā)該技術(shù)的一個特殊目標是將其用作研究一組基因的平臺，他們最近發(fā)現(xiàn)這些基因極易在小鼠腦祖細胞中破裂。他們想要確定這些基因可能破裂的頻率和機制，并確定這種破裂過程是否會導(dǎo)致神經(jīng)精神疾病和腦癌。

更重要的是，Alt和Schwer相信這項技術(shù)可以用來幫助個性化醫(yī)療。通過創(chuàng)建自定義鼠標腦模型，醫(yī)生科學(xué)家可以模仿未確診患有罕見腦疾病和病癥的獨特基因譜。