研究人員剛剛取得了一項發現，它可以深入了解遺傳學如何使某人在遭受創傷後更容易患上創傷後應激障礙(PTSD)。在該研究中，發現患有PTSD的戰鬥老兵的干細胞衍生神經元對一種應激激素的反應跟沒有PTSD的老兵不同。

該研究於10月20日發表在《Nature Neuroscienc》上，是首個使用誘導多能幹細胞模型來研究創傷後應激障礙的研究。

PTSD可在嚴重創傷後發展，對退伍軍人和平民來說都是一個巨大的公共健康問題。根據美退伍軍人事務部下屬的國家創傷後應激障礙中心的數據，每100個美國人中約有6人在其生命中的某個階段會有創傷後應激障礙。在美國，約有1200萬成年人在某一年中患有PTSD。

然而，遺傳和環境因素對個人臨床結果的貢獻程度仍是未知的。為了填補這一信息空白，研究小組研究了從Bronx的James J Peters退伍軍人事務醫療中心招募的39名患有和不患有PTSD的戰鬥退伍軍人的群組。退伍軍人進行了皮膚活檢，他們的皮膚細胞被重新編程為誘導多能幹細胞。

伊坎西奈山精神病學和神經科學教授、James J Peters退伍軍人事務醫療中心心理健康主任、論文資深作者Richael Yehuda博士說道：“將細胞重編程為誘導多能幹細胞，就像把細胞帶回它們還是胚胎的時候，並且有能力生成身體的所有細胞。然後這些細胞可以分化成跟該人的腦細胞在發生創傷前具有相同屬性的神經元，從而來改變其功能方式。來自這些神經元的基因表達網絡反映了由遺傳和非常早期的發育貢獻導致的早期基因活動，因此它們是’戰鬥前’或’創傷前’基因表達狀態的反映。”

研究人員Kristen Brennand博士表示：“兩個人可以經歷同樣的創傷，但他們不一定都會發展成創傷後應激障礙。在患有和不患有PTSD的人的腦細胞中進行這種類型的建模有助於解釋遺傳學如何使某人更容易受到創傷後應激障礙的影響。”據悉，Brennand是這項研究的共同領導者。

為了模仿引發PTSD的壓力反應，科學家們將誘導多能幹細胞衍生的神經元暴露在壓力激素氫化可的松中，這是人體自身皮質醇的合成版本，被用作“戰鬥或逃跑”反應的一部分。

Yehuda博士表示：“向這些細胞添加應激激素模擬了戰鬥的生物效應，這使我們能夠確定不同的基因網絡是如何對腦細胞中的應激暴露做出反應的。”

通過利用基因表達分析和成像，科學家們發現患有PTSD的人的神經元對這種藥理學觸發器過度敏感。另外，科學家們還能確定在暴露於壓力荷爾蒙後反應不同的特定基因網絡。

受PTSD影響的人的細胞內部

迄今為止，大多數關於PTSD的類似研究都使用了病人的血液樣本。然而由於創傷後應激障礙紮根於大腦，科學家們需要一種方法來捕捉易受該障礙影響的個人的神經元如何受到壓力的影響。因此，該團隊選擇使用乾細胞，因為它們具有獨特的條件，可以提供一個針對病人的、非侵入性的大腦窗口。

Brennand博士說道：“你不能輕易地伸手到一個活人的大腦中拉出細胞，所以乾細胞是我們檢查神經元在病人身上如何表現的最好方法。”

NYSCF科學家使用他們的可擴展、自動化、機器人系統–NYSCF全球幹細胞陣列–創建幹細胞，然後從PTSD患者身上提取谷氨酸神經元。谷氨酸神經元幫助大腦發送興奮性信號，以前曾跟PTSD存有關聯。

“由於這是第一個使用乾細胞模型研究PTSD的研究，所以研究大量的個體是很重要的，”共同領導這項研究的Daniel Paull博士說道，“在這項研究的規模上，自動化是至關重要的。通過陣列，我們可以製作標準化的細胞，從而在眾多個體之間進行有意義的比較，以指出可能對發現新療法至關重要的關鍵差異。”

利用受壓PTSD細胞的特徵進行新治療

研究小組的基因表達分析揭示了一組基因，這些基因在接觸應激激素後在易受PTSD的神經元中特別活躍。

“重要的是，我們在神經元中發現的基因特徵在患有PTSD的死者的大腦樣本中也很明顯，這告訴我們，幹細胞模型正在提供一個相當準確的反映在世病人大腦中發生的情況，”Paull博士說道。

此外，PTSD和非PTSD細胞對壓力的反應的區別，這可以為預測哪些人患PTSD的風險較高提供信息。

Paull博士繼續說道：“我們的發現真正令人興奮的是它們為加速診斷和治療創傷後應激障礙提供了機會。重要的是，擁有一個強大的干細胞模型，為’菜’中的藥物篩選提供了一個理想的途徑，甚至跨越不同的病人群體。”

“我們正在努力尋找已經被批准的藥物，可以扭轉我們在神經元中看到的超敏性，”Brennad博士補充道，“這樣一來，我們發現的任何藥物都將有最快的途徑來幫助病人。”

研究人員計劃繼續利用他們的誘導多能幹細胞模型進一步研究這項研究指出的遺傳風險因素，另外還將研究創傷後應激障礙如何影響其他類型的腦細胞從而幫助擴大治療發現的機會。

一項由團隊科學促成的研究

Brennad博士說道：“這項研究的特別之處在於，它只能由這個小組完成。它涉及到這個領域中一些最好的臨床醫生、令人難以置信的干細胞生物學家和令人驚嘆的精神病學遺傳學家。每個小組都有獨特的專業知識，這些都不可能由任何一個小組單獨完成。”

“這項研究是團隊科學力量的真正證明，”Paull博士補充道，“當研究人員聯合起來時，我們能夠提出更大的問題，做出更大的發現，並希望能夠為患者帶來更大的改變。”

NYSCF臨時CEO Derrick Rossi博士說道：“作為與世界級科學家合作的這一里程碑式研究的一部分，NYSCF從PTSD患者身上生成了有史以來第一個誘導多能幹細胞模型，我們感到非常自豪。這項合作工作強調了乾細胞模型在研究和揭開挑戰性疾病方面的獨特價值,以及發現可能導致急需治療的創新策略。”