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NC3Rs:国家动物替代改良和减少研究中心
博客

首先:一种体外研究阿尔茨海默氏症的方法

2018年9月18日
F1000脑切片图

来纪念我们的F1000Research网关,我们将重点介绍在新平台上发表的前四篇论文背后的研究人员。

在这篇博客文章中,我们介绍了Cara Croft博士和Wendy Noble博士,他们的论文探索了从转基因小鼠中制备大脑切片培养的方法,以研究阿尔茨海默病在体外

数字是显而易见的:850000人据估计,在英国有多少人患有痴呆症两倍多到2050年,而2460万人有患有这种疾病的家庭成员或亲密朋友吗?目前,老年痴呆症死亡的主要原因在英国,这是唯一的条件英国十大死亡原因这无法预防、治愈或减缓。

作为痴呆最常见的病因,占比很大占英国所有病例的三分之二在美国,阿尔茨海默病在健康和社会护理方面都是一个巨大的挑战。因此,大量的研究工作都集中在揭示阿尔茨海默病和其他痴呆的发病原因和发病方式上。

用3Rs来驱动老年痴呆症研究的创新

由于神经退行性疾病通常会随着我们年龄的增长而发展,许多痴呆症的研究涉及老化的转基因啮齿类动物,直到它们出现严重的症状,有时使用侵入性程序来测量它们大脑中的相关变化。这些研究除了带来福利方面的担忧外,运行起来可能既昂贵又耗时。在体外依靠细胞系的阿尔茨海默症模型在某些情况下可能有用,但它们不能完全复制大脑内的复杂结构,也不能在培养中保持较长时间。

温迪·诺布尔博士的头像

温迪博士高贵

温蒂·诺布尔博士是伦敦国王学院的一名讲师,她在那里研究阿尔茨海默病的分子机制。她的工作旨在确定在神经退行性变中发挥最大作用的过程,这样新的治疗方法就能最有效地靶向治疗。她指出,围绕哺乳动物细胞培养系统或哺乳动物细胞培养系统建立神经科学项目几乎已成为第二天性在活的有机体内啮齿类动物实验,特别是这类研究通常被资助人和出版商所期待。

2011年,NC3Rs授予Noble博士和她的合作者Diane Hanger教授(同样来自伦敦国王学院)诺贝尔奖奖学金奖该基金资助了卡拉·克罗夫特博士的博士学位。该项目的目的是描述和验证一种替代方案在体外该模型可以解决现有模型的科学缺陷,同时使用更少的动物,并避免与啮齿类动物衰老研究相关的一些福利问题。

这个替代模型涉及到从转基因幼鼠中获得器官型脑切片培养。大脑切片是陈年的在体外这意味着它们保留了神经细胞类型的多样性,以及它们的功能和解剖连接,同时避免了对老鼠进行老化,直到它们发展出有害的表型。大脑切片显示了与衰老研究中观察到的阿尔茨海默症相同的分子特征,包括tau蛋白和淀粉样蛋白的积累,这被认为是阿尔茨海默症发病的关键因素。

卡拉·克罗夫特医生的头像

卡拉博士克罗夫特

每只老鼠的大脑可以产生36个切片,这些切片可以在培养中保持6个月,这意味着研究所需的老鼠更少。不同的疗法或参数可以通过不同的切片培养在一个大脑中同时评估,减少了实验的可变性。由于在大脑切片培养模型中疾病表型加速,在衰老研究中需要12个月才能获得的数据只需一个月就可以获得在体外

为了验证该模型在药物研发中的应用,该团队研究了三种治疗药物对大脑切片的影响,并将这些影响与在老年转基因小鼠中发现的效果进行了比较。他们发现大脑切片重现了在活的有机体内发现和揭示了一些额外的影响,这意味着它们可以在某些情况下取代衰老研究,如药物筛选或剂量范围查找研究。

在新的NC3Rs网关上发布

我们邀请了Croft和Noble博士向我们的F1000Research网关提交了一篇描述这项工作的方法文章,并将在网关启动时发表。这篇文章随后率先在门户上通过了同行评议一个更新的版本一个月后出版。

通过这个过程,诺布尔博士特别重视有机会澄清要点,确保读者清楚了解我们的信息。她认为该平台可以为研究人员提供具体的好处,他们的工作包含3Rs:由于F1000Research的出版物是完全开放获取的,我们的方法可以被广泛查看并扩展到其他研究领域。专家们也可以公开评论我们工作的3Rs方面,我们希望这对该领域的其他人以及监管机构和伦理委员会有用。门户上的每篇论文都有一个“研究重点”框,让读者快速概述最重要的科学、实践和3Rs好处,以及当前和潜在的应用。

论文中描述的模型现在被伦敦国王学院的许多实验室用于研究阿尔茨海默症和其他神经退行性疾病,探索不同脑细胞之间的关系,大脑病变的进展,以及潜在新疗法的有效性。该门户的开放获取模式和对发表研究的全部细节的强调消除了进一步吸收的一些障碍,这意味着未来的研究伙伴关系将更容易建立。

用从a到K的一系列图像制备大脑切片培养的方法

制备大脑切片培养的方法,复制自克罗夫特和诺布尔,2018年

从博士生的角度来看

诺布尔博士选择申请NC3Rs的博士学生奖,因为她觉得这是这是一个理想的机会,让我们把整个项目奉献给这个模型,作为痴呆研究社区的一个有价值的概念研究证明.她强调,这是对我们来说,重要的是,我们的博士生将接触到NC3Rs的精神,并在他们未来的科学生涯中携带这些知识

克罗夫特博士在曼彻斯特大学(University of Manchester)攻读硕士学位期间,已经开始研究转基因小鼠大脑切片的长期培养,她也热衷于在实施3Rs的同时开发新模型。我一直想在这个领域工作,我觉得我可以把我已经拥有的技能带到这个项目中,并通过新的技术进一步发展它们。我还被温蒂·诺布尔(Wendy Noble)和黛安·汉格(Diane Hanger)博士在英国阿尔茨海默症研究界的声誉所吸引。在整个项目中,我得到了两位博士生导师的优秀指导和指导。我能够全面发展我的技术技能,同时与其他博士生合作,并在诺贝尔博士的实验室指导本科生。

一个成功的博士不仅仅是研究,NC3Rs鼓励其资助的学生参与公共参与、活动和其他活动。新利体育网页版除了我们的年度暑期学校和其他NC3Rs活动,Croft博士有机会参加2015年的18新利手机在线新利体育网页版英国比赛即将开始在那里,她向一系列科学家和政治家展示了她的研究成果。在论文发表之前,她在许多国际会议上展示了她的研究成果,并通过培训学术界和工业界的其他科学家自己准备大脑切片培养来扩大研究范围。

显微镜下的大脑切片培养

显微镜下的大脑切片培养。

获得博士学位后,Croft博士在佛罗里达大学担任博士后职位。她最近被授予独立研究奖学金Brightfocus基金会继续通过跨学科项目研究阿尔茨海默症和其他神经退行性疾病。这些工作包括利用她在博士期间开发的模型,辅以重组腺相关病毒,它可以将任何基因传递到大脑切片培养中的任何类型的细胞中。这种方法不仅避免了培育转基因小鼠的需要,而且具有更大的灵活性在活的有机体内研究,包括同时研究多个基因突变的能力。

最后一个单词

我们选择将这篇文章作为我们门户网站上的首批文章之一,因为它明确地聚焦于使用3Rs作为更好的科学框架。它也展示了我们的博士生如何支持下一代的3Rs倡导者,推动短期和长期的创新。这一切不仅转化为卓越的科学,也带来了对阿尔茨海默症和其他类似毁灭性疾病的有效治疗的希望。

NC3Rs网关由F1000Research托管,是一个开放获取平台,在这里NC3Rs拨款持有人可以发布其研究的全部细节,并突出其3Rs影响。你可以在f1000research.com/nc3rs

访问F1000Research的博客阅读他们的博客这是一段Croft博士、Noble博士和论文推荐人之一Claire Durrant博士之间的对话。在这篇文章中,他们讨论了网关以及它如何通过开放的同行评审过程促进协作。

参考文献

  1. Croft CL和Noble W(2018年)。用于阿尔茨海默病研究的有机型脑切片培养的制备.F1000Research7:592。doi: 10.12688 / f1000research.14500.2

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