“黑盒子”神經(jīng)干細(xì)胞移植成功修復(fù)脊髓損傷！

近年來(lái)，神經(jīng)干細(xì)胞研究成為治療神經(jīng)退行性疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的熱點(diǎn)，而長(zhǎng)期以來(lái)，利用干細(xì)胞恢復(fù)患者因脊髓損傷（SCI）而喪失的功能，也一直是科學(xué)家和醫(yī)生的雄心壯志。在一項(xiàng)新研究中，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員成功將高度分化的神經(jīng)干細(xì)胞移植入小鼠脊髓損傷處，同時(shí)記錄移植物如何生長(zhǎng)并填充損傷部位，并與動(dòng)物現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合和模仿。他們的研究發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上，

該研究的第一作者，加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院轉(zhuǎn)化神經(jīng)科學(xué)研究所的Steven Ceto 說(shuō)：“在這項(xiàng)研究之前，我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)的這些干細(xì)胞移植物有點(diǎn)像黑盒子。”盡管先前的研究已經(jīng)表明，神經(jīng)干細(xì)胞移植后SCI 動(dòng)物模型的功能有所改善，但科學(xué)家們并不清楚其中到底發(fā)生了什么。

Ceto表示：“我們知道受損的宿主軸突廣泛地生長(zhǎng)到損傷部位，而移植神經(jīng)元又將大量軸突延伸到脊髓中，但是我們不知道移植物內(nèi)部實(shí)際上發(fā)生了什么活動(dòng)，也沒有明確宿主軸突和移植軸突是否真的在建立功能連接。”

因此，Ceto，Tuszynski 及其同事利用了最新的技術(shù)，用光代替電，來(lái)刺激和記錄遺傳和解剖學(xué)定義的神經(jīng)元群體的活動(dòng)。這樣可以確保他們準(zhǔn)確地知道哪些宿主和移植神經(jīng)元在起作用，而不必?fù)?dān)心電流在組織中傳播，并產(chǎn)生潛在的誤導(dǎo)性結(jié)果。

他們發(fā)現(xiàn)，即使在沒有特定刺激的情況下，移植神經(jīng)元也會(huì)在具有高度相關(guān)活動(dòng)的不同神經(jīng)元簇中自發(fā)放電，就像正常脊髓的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣。當(dāng)研究人員刺激來(lái)自動(dòng)物大腦的再生軸突時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)一些同樣自發(fā)活躍的移植神經(jīng)元簇反應(yīng)強(qiáng)烈，表明這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從通常驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的輸入中接收到了功能性的突觸連接。諸如輕觸和捏之類的感覺刺激也激活了移植神經(jīng)元。

Ceto 表示：“我們發(fā)現(xiàn)可以通過刺激移植物軸突延伸到這些區(qū)域來(lái)激活損傷部位下方的脊髓神經(jīng)元。將所有這些結(jié)果放在一起，結(jié)果表明，神經(jīng)干細(xì)胞移植物具有強(qiáng)大的自組裝能力，形成與宿主神經(jīng)系統(tǒng)功能整合的脊髓樣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過多年的推測(cè)和推斷，現(xiàn)在我們直接證明了實(shí)際上，脊髓損傷后神經(jīng)元接力的每一個(gè)組成部分實(shí)際上都是起作用的。”

Tuszynski 表示，他的團(tuán)隊(duì)目前正在研究幾種途徑來(lái)增強(qiáng)干細(xì)胞移植物的功能連通性，例如用支架組織移植物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以模仿正常脊髓的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及利用電刺激來(lái)加強(qiáng)宿主和移植物神經(jīng)元之間的突觸連接。

Tuszynski 說(shuō)：“干細(xì)胞，刺激，康復(fù)和其他干預(yù)措施的完美配合可能還需要幾年的時(shí)間，患者現(xiàn)在正遭受脊髓損傷的困擾。因此，我們目前正在與監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，盡快將我們的干細(xì)胞移植方法引入臨床試驗(yàn)。如果一切順利，我們可以在十年內(nèi)進(jìn)行治療。”