探索帕金森病生物学基础的科学家们取得了一项重要发现，为驱动与该疾病有关的神经变性的细胞消亡提供了新的线索。这一突破有助于解释为什么一些神经元容易受到这种形式的细胞死亡的影响，并提出了一些关于如何预防的新可能性。
帕金森病的标志之一是产生神经递质多巴胺的神经元的死亡。随着多巴胺的减少，运动技能和该疾病的其他症状也随之恶化，因此，设计出支持其供应的方法是该领域科学家的一个关键优先事项。
这可能来自现有的药物，如左旋多巴，它使其进入大脑并转化为多巴胺；或电刺激，这是一种既定的治疗技术，正在不断改进。然而，由于神经元的丧失是不可逆的，我们也看到科学家们专注于用干细胞培育的神经元来替代它们的技术，一些疗法最近已进入人体试验阶段。
麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的科学家们正通过尝试更好地了解导致神经元死亡的原因来解决这一问题。因帕金森病而丧失的产生多巴胺的神经元位于中脑深处的一个叫做黑质的结构中，科学家们一直无法了解使它们特别容易死亡的分子特征。
该团队的新研究涉及分析帕金森病患者和健康受试者的死后大脑样本，并比较他们之间的单细胞基因表达。这使他们能够确定人类中脑中不同的多巴胺神经元，虽然以前的研究表明有两到三种类型，但科学家们总共确定了10种类型。在这10个家族中，科学家们确定了一种细胞类型，他们将其描述为特别脆弱，由某些转录因子和一种名为AGTR1的基因的表达来确定。
Macosko说：“我们的结果有助于解释关于帕金森病的一个长期谜团：为什么这个特定的多巴胺细胞亚群会在中脑死亡。与其他细胞类型和没有帕金森病的人的类似细胞相比，这些垂死的细胞表达更多的风险相关变体。因此，人类遗传学在这些细胞内起作用，使它们更容易受到细胞死亡的影响，与其他相关的多巴胺神经元亚型相比，它们的死亡程度不高，也不表达那么多的这些风险基因。”
这指出了导致帕金森病细胞死亡的特定机制，而这些脆弱性共同构成了一种高危神经元的基因表达特征。这反过来又为正在进行的在实验室中设计产生多巴胺的神经元的努力奠定了基础。研究人员已经证明了从干细胞中培养这些神经元的能力，甚至证明了它们如何恢复中脑中的破损回路并改善运动症状。
Macosko说：“现在有许多努力在培养皿中设计多巴胺神经元以移植到帕金森病患者身上。我们在这里报告的是脆弱神经元的实际基因表达特征。这一信息将有助于这些团体的努力。”
此外，由于这些机制以前曾在小鼠研究中出现过，但没有在人类细胞中出现过，这项研究还展示了一种在死后大脑样本的神经元中可视化疾病特征的方法。这就提出了一个前景，即不仅仅是移植工程化的细胞来产生多巴胺，而是针对导致细胞死亡的信号通路的替代疗法。
Macosko说：“目前已经有一些针对帕金森病的神经元实验性基因治疗试验，这项研究强调了这些基因治疗工作应该关注的特定细胞类型和途径。”
该研究发表在《自然》杂志上。