肌萎缩侧索硬化是一种成人神经退行性疾病。当支配肺部的神经停止传递呼吸所需的信号时，就会导致瘫痪，最终死亡。这种疾病有一种所谓的“局灶性发作”，瘫痪从手臂或腿部开始，随着脊髓和大脑中运动神经元的死亡而扩散到全身。
由于缺乏已知的指示ALS的生物标志物，因此无法早期诊断ALS。然而，科学家认为，脊髓神经元的细胞变化发生在可以检测到症状之前，这些变化可以作为早期诊断的有用生物标志物。
现在，芝加哥伊利诺伊大学的研究人员描述了死于肌萎缩侧索硬化症患者脊髓中独特的神经元和相关细胞群。
当ALS的症状以手臂或腿部瘫痪开始时，意味着疾病已经影响了使手臂或腿部恢复的运动神经元，并且运动神经元起源于沿着脊髓的特定区域。例如，支配手臂的神经元起源于脊髓的上部。在ALS中，症状首先出现在手臂，上脊柱区的运动神经元死亡。当疾病在脊柱上下传播时，这个区域上下的运动神经元开始死亡，导致身体其他部位瘫痪。
由UIC医学院神经病学和康复副教授宋非领导的研究人员发现，局灶性肌萎缩侧索硬化症患者脊髓中的神经元类型受到的影响小于其他患者。没有神经系统疾病。他们还发现，死于局灶性肌萎缩侧索硬化症的患者中受影响较小的区域的脊髓神经元与称为小胶质细胞和星形胶质细胞的细胞相关。他们在《疾病神经生物学》杂志上报道了他们的发现。
“因为在脊髓区域附近的脊髓区域不可避免地会有细胞变化，这些区域明显会影响脊柱中的运动神经元。我们希望观察这些邻近区域的神经元，以确定它们是否与健康组织不同，”宋说。“对于使人衰弱的疾病，没有有效的治疗方法来阻止疾病的发展。只有两种药物可以延长患者几个月的生存期。因此，非常需要新的药物靶点，尤其是那些可以在疾病早期给予的靶点。”
宋与加州大学圣地亚哥分校的临床神经科学教授约翰拉维特博士就过去的肌萎缩侧索硬化症研究进行了合作。Ravits看到ALS患者，并经营一家生物保存库，其中包括死于ALS的患者的神经组织，并同意在死后收集他们的神经组织。
Ravitz在2010年发表了一篇论文，分析了脊髓运动神经元的基因表达。这些神经元来自12名局灶性肌萎缩侧索硬化症患者，而非神经系统疾病患者的神经。运动神经元是从脊髓较少受影响的区域收集的，在这些区域中，假设组织处于疾病的早期阶段。
尽管已经发现了显著的差异，宋希望用新技术重新分析基因数据，这可以揭示拉维特收集的样本中可能存在的不同细胞类型。宋和他的同事达切特是神经内科和康复科的生物信息学专家。他将一种新的生物信息学分析应用于遗传数据。
“当我们检查数据时，很明显ALS患者的细胞混合物与没有神经退行性疾病的患者有很大的不同，”宋说。
他们发现，与没有神经系统疾病的患者的对照样本相比，局灶性ALS患者的样本中存在不同类型的运动神经元。他们还看到了ALS患者运动神经元相关的其他称为小胶质细胞和浸润性巨噬细胞的细胞，这些细胞在没有神经系统疾病的患者的类似样本中并不存在。
“我们在这些患者中发现了一种新的、独特的运动神经元亚型，这是以前从未有过的报道，”宋说。“现在我们已经确定了ALS患者运动神经元和小胶质细胞的新亚型，我们可以开始进一步研究它们在促进疾病进展中的作用。”
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