美國約翰霍普金斯醫學（Johns Hopkins Medicine）的科學家近期發表一項突破性研究，成功運用患者的誘導型多功能幹細胞（iPSCs），培育出能模擬人類後腦區域的類腦器官模型。這些實驗室培養的迷你大腦模型，不僅重現了阿茲海默症的關鍵分子病理特徵，更展現了在個人化診斷與治療策略上的潛力。
這項研究主要聚焦於後腦中分泌血清素（serotonin）的神經元，血清素是調節情緒與認知功能的關鍵神經傳導物質，在阿茲海默症患者體內常受損。研究團隊從阿茲海默症患者的誘導型多功能幹細胞中培養出數百個後腦類器官，規模可能為此領域大型研究之一。這些類器官重現了與阿茲海默症相關的分子特徵，例如影響神經元通訊、神經發炎及疾病進程途徑的蛋白質表達異常。
研究人員利用這些類器官測試血清素再吸收抑制劑（SSRI）藥物 escitalopram oxalate 的反應。結果發現，不同患者來源的類器官對藥物的反應存在差異，有些類器官的血清素訊號傳導明顯增強，有些則變化輕微。這種可變性顯示，類器官平台能根據患者的分子特徵進行分層，為阿茲海默症提供個人化治療方案。
此外，該研究還發現類腦器官分泌的細胞外囊泡（EVs）可作為非侵入性的潛在生物標誌物。《Johns Hopkins Medicine》發布的研究聲明指出，對阿茲海默症類器官細胞外囊泡蛋白質內容的分析，揭示了 RAB3A、NSF 和 ATCAY 等參與突觸囊泡運輸的蛋白質表達異常。經藥物 escitalopram 治療後，部分類器官的細胞外囊泡中與血清素訊號傳導及突觸路徑相關的蛋白質亦呈現調控，進一步證明細胞外囊泡能作為「液態切片」，用於監測疾病進程與治療效果。研究團隊相信，透過分析治療前後細胞外囊泡的蛋白質體內容，可檢測出預測治療反應的分子特徵。
這項研究為阿茲海默症的精準神經精神醫學奠定基礎，有望透過預測患者對血清素再吸收抑制劑的個別反應，革新診斷與治療模式。瓦西里奇·馬沙伊拉基（Dr. Vasiliki Machairaki）博士未來更計畫進一步改良類器官模型，加入免疫細胞與血管網路，以更精確地模擬人體內腦部微環境，深入探討神經免疫交互作用與血腦屏障在阿茲海默症中的角色。這項研究獲得National Institutes of Health及其他阿茲海默症研究基金會的支持。
