使用小脑器官型培养物可视化浦肯野细胞中的 DNA 损伤反应

我们的工作重点是了解一种称为共济失调-毛细血管扩张症（简称 A-T）的人类遗传疾病。它是由蛋白激酶 ATM 的丢失引起的。ATM 具有许多功能，而 A-T 的特点是许多症状，但 AT的主要症状是进行性小脑变性，目前尚不清楚 ATM 蛋白的众多功能中的哪一项是其丢失是导致这种破坏性症状的具体原因。

我们正在尝试研究 A-T 研究中的这个核心问题，为此，我们正在利用源自野生型和 ATM 缺陷小鼠的小脑器官型培养物。它们使我们能够专注于 A-T 患者退化小脑中可能首先丢失的细胞类型，即浦肯野细胞。与生命科学的许多领域一样，A-T 的研究利用了各种先进的技术和方法。

这些方法包括动物模型、新型组织培养、诱导多倍体干细胞、尖端成像技术、诱导组学方法和单细胞部分成像。A-T 小脑恶化的根源是浦肯野细胞的恶化。众所周知，这些细胞很难分离，如果没有其他细胞类型的支持，它们就无法在培养物中存活。

一个独特的实验挑战是使用诱导多倍体干细胞技术获得成熟、功能齐全的人浦肯野细胞。由于目前无法培养分离的浦肯野细胞，因此小脑器官型培养物为在天然组织环境中研究培养皿中的这些细胞提供了宝贵的机会。使用蛋白质相关性作为 DNA 损伤反应的读数非常有用，尤其是关于浦肯野细胞。

ATM 蛋白激酶的一个主要功能是调节 DNA 损伤反应，面对每个细胞中发生的持续 DNA 损伤，这对于维持基因组完整性和细胞稳态至关重要。我们需要确定在 ATM 缺陷型浦肯野细胞中修复有缺陷的关键 DNA 损伤，我们希望使用小脑器官型培养物来做到这一点。这应该使我们能够更好地了解 A-T 最重要和最具破坏性的症状——小脑变性的生理和分子基础。