科学家发现受损神经修复和功能重塑新方案
作者:何静
发布时间:2020-09-24
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  像女娲补天般“补脑”,该漫画寓意通过移植干细胞来源的神经细胞,特异性修复大脑中受损神经环路,重塑神经功能 。中科院脑科学与智能卓越创新中心供图

  中科院脑科学与智能卓越创新中心研究员陈跃军团队与复旦大学附属儿科医院周文浩/熊曼研究团队、美国威斯康星大学张素春研究团队合作,通过解析帕金森病模型鼠脑内移植的人多巴胺能神经元重构的神经环路,发现移植干细胞来源的神经细胞可以特异性修复成年脑内受损的黑质—纹状体环路,改善帕金森病模型动物的行为学障碍,为脑损伤和神经退行性疾病治疗提供了新思路和理论基础。相关成果9月22日在线发表于《细胞—干细胞》。

  帕金森病和中风、脑外伤引起的许多神经系统疾病一样,是因脑内神经元丢失和神经连接破坏而导致的神经功能障碍。通过脑内移植干细胞来源的神经细胞,替代脑内丢失的神经细胞的功能(干细胞治疗),是潜在治疗这类疾病的措施之一。但因为成年哺乳动物大脑神经再生能力有限,尚缺乏有效治疗手段。

  为了解决神经系统疾病干细胞治疗领域的关键问题,研究团队以帕金森病为模型,对成年脑内移植干细胞来源的神经细胞修复受损神经环路的可行性和机制开展了研究。

  导致帕金森病患者运动功能障碍的原因是大脑黑质脑区的多巴胺能神经元进行性丢失,破坏了黑质脑区至纹状体脑区神经连接,进而造成纹状体内多巴胺分泌不足。在这项研究中,研究人员把遗传学标记的人多巴胺能神经元移植到帕金森病模型鼠受损的黑质脑区,通过遗传学技术和狂犬病毒介导的示踪技术,追踪了黑质移植的人多巴胺能神经元接受的上游神经支配,并进行了行为学检测。

  研究表明,成年脑内受损的神经连接可通过移植干细胞来源的神经细胞实现结构和功能上的修复,重塑神经功能。此外,不同类型的神经细胞对环路的修复作用不同,因此,对于不同类型神经元丢失造成的神经系统疾病,需要移植特定的神经细胞进行环路修复和治疗。

  下一步研究团队将利用大动物模型进一步验证干细胞来源的中脑黑质多巴胺能神经元对帕金森病模型猴的治疗作用,评估其长期疗效和潜在副作用。此外,开发针对其他神经环路破坏导致神经功能受损的脑疾病干细胞治疗技术。

  相关论文信息:

  https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.08.014

  (原载于《中国科学报》 2020-09-24 第1版 要闻)


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