从左到右，Vladimir Benes、Karri Lamsa 和 Daphne Welter 使用最新的技术，一台高分辨率测序机器，揭示了人类神经元如何读取它们的基因组。
神经退行性疾病是一种慢性疾病，会导致神经细胞在多年内失去功能并死亡。这种最终致命的过程通常以长达十年的逐渐智力衰退为前兆。在这段时间里，神经退行性疾病逐渐削弱了记忆和决策等对个人参与社会至关重要的能力。这种疾病不仅对患者，而且对家庭和朋友都造成了沉重的负担。
除了其深远的社会影响外，神经退行性疾病正迅速成为全球主要的健康问题。目前，它们仅次于癌症成为死亡的主要原因，并有望在未来十年内成为死亡的首要原因。
神经退行性疾病的影响力正在增加，这是由于人类生理的正常老化过程使大脑在生命的后期更容易受到这些疾病的影响。全球范围内，预期寿命正在上升，这意味着有更多的人活到足够长的时间来经历这种与衰老相关的衰退。
然而，这只是问题的一部分。虽然长寿无疑是一件值得称赞的事情，但不幸的是，这使得研究与年龄相关的疾病变得更加具有挑战性。
虽然实验室老鼠等动物通常是人类疾病的有用模型，但它们的应用是有限的。首先，它们的寿命不如人类长。一只老鼠能活到三岁已经很幸运了，而人类通常能活到70岁以上。科学家们认为，如果寿命只有几年而不是七十多年，大脑及其神经元发生的过程可能不同。
独特的适应性
尽管可以在老鼠身上模拟神经退行性疾病，但复制人类漫长寿命的衰老效应是一项具有挑战性的任务。更不用说，在过去的9000万年左右，人类和老鼠已经以不同的方式进化。在这两个物种中，大脑已经发展出了特定功能的独特适应性。许多这些适应性是在细胞水平上，并不与老鼠共享。虽然啮齿动物大脑中的神经元已经进化为高速运作，而人类神经元则专门以极高的时间精度进行电气操作，且长时间不会疲劳。
这是神经元的人类特有特征之一，人们相信这种长期稳定性对我们在长时间内保持对智力任务的专注能力至关重要。事实上，我们知道，如果需要或希望，我们有能力连续数小时专注于阅读一本书或回答考试问题。这使得我们的大脑和神经元与实验室啮齿动物的大脑和神经元不同，后者通常专注于一个任务的时间不超过几十秒。
物种之间的这些功能差异是由人类和老鼠神经元中略有不同的分子机器产生的。重要的是，这些差异可能也会影响疾病或药物的效果。HCEMM的Karri Lamsa博士领导的人类神经元生理学和治疗核心小组正在通过去除老鼠来解决这个问题。
Lamsa的团队使用从接受手术（如肿瘤切除）的患者身上获得的活人脑组织。在这种情况下，为了到达目标区域，会移除极少量的健康组织。研究人员利用这些样本来识别神经系统特有的细胞特征。由于神经元在我们的一生中变化不大，这些样本还有一个优势，即它们的年龄与捐赠者相同。
最新技术
匈牙利的Lamsa团队和HCEMM合作伙伴研究所欧洲分子生物学实验室（EMBL）位于海德堡的Vladimir Benes博士领导的第二支团队，使用最新技术研究从手术中取出的神经元中的基因活动。
在位于海德堡的EMBL GeneCore设施中，由Benes领导的科学家们可以使用先进技术来观察细胞内部，研究其分子机器如何实时运作。他们观察分子机器如何按需调节基因表达，以及这一过程与实验室动物有何显著不同。这一点很重要，因为人类神经元的分子独特性与其“人类特有”功能之间的关系尚不完全清楚。
即使仅从第一眼来看，很明显人类神经细胞的活跃基因数量几乎是老鼠神经细胞的两倍。每个基因都为功能差异做出了贡献，例如在鼠类和人类大脑运作中的电活动速度和耐力，这可能成为新药的基础。Lamsa和Benes表示，在早期阶段使用真实的人脑组织样本来筛选药物候选物，可以大大有利于开发治疗与年龄相关的脑部疾病的公司。
目前，药物开发需要大量的时间和资金投入：10-15年，每种最终获批的药物耗资近10亿美元。这在很大程度上是因为在动物身上看似有效的药物往往在人体中效果不佳。因此，许多在动物测试模型中开发的看似良好的药物候选物在人体临床试验中失败了。
通常，人们不知道为什么一种在动物身上效果良好的药物化合物会在人体试验中失败。使用人脑组织获得的见解是双重的。首先，它们可能使科学家更好地评估药物候选物的有效性。同样重要的是，这些见解可能会突出使用动物模型可能被忽视的药物靶点和研究途径。
匈牙利分子医学卓越中心是一个分散的研究所，其科学家们开发先进的诊断和治疗方法，以支持健康老龄化。它在学术和工业研究之间的转化医学相关主题上开展工作。目标是通过分子医学领域的创新应用，提高匈牙利老龄人口的生活质量，同时降低医疗保健的提供成本。HCEMM计划目前由H2020 Teaming Grant（其中塞梅尔维斯大学、塞格德大学和塞格德的匈牙利生物研究中心与它们的先进合作伙伴、位于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室合作）以及匈牙利政府颁发的主题卓越奖和国家实验室奖资助。各项活动由位于塞格德的HCEMM Nonprofit Kft.协调。
这篇文章首次发表在2025年7月11日的布达佩斯商业期刊印刷版上。
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