Nature Medicine:干細(xì)胞治療又攻下一城
日期:2016-08-23 09:02:49
科學(xué)家和臨床醫(yī)生們長(zhǎng)期以來(lái)都?jí)粝胫ㄟ^(guò)構(gòu)建新神經(jīng)元來(lái)幫助受損大腦修復(fù)自身,發(fā)表在今天《自然醫(yī)學(xué)》(Nature Medicine)雜志上的一項(xiàng)創(chuàng)新研究朝著實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)又靠近了一步。一個(gè)研究小組開發(fā)出了一種治療技術(shù)顯著改善了中風(fēng)誘導(dǎo)腦損傷小鼠的神經(jīng)細(xì)胞生成。
這一治療技術(shù)將有望成為中風(fēng)誘導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)損傷治療方法的兩種療法組合到了一起。第一種涉及手術(shù)移植人類神經(jīng)干細(xì)胞到受損區(qū)域,在那里移植細(xì)胞會(huì)成熟為神經(jīng)元和其他腦細(xì)胞。第二種是給予一種叫做3K3A-APC的化合物,科學(xué)家們證實(shí)它幫助培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞發(fā)育成為了神經(jīng)元。不過(guò)他們尚不清楚這一由人類活化蛋白C(APC)衍生的分子在活體動(dòng)物中的效應(yīng)。
在中風(fēng)一個(gè)月后,接受干細(xì)胞和3K3A-APC的小鼠比未接受任何治療或僅接受一種療法的小鼠在運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能測(cè)試時(shí)明顯表現(xiàn)得更好。此外,在給予3K3A-APC的小鼠中更多干細(xì)胞存活下來(lái),成熟為神經(jīng)元。
研究的資助機(jī)構(gòu)——美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)下屬國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病和中風(fēng)研究所(NINDS)項(xiàng)目主任Jim Koenig說(shuō):“由南加州大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)動(dòng)物研究為我們?cè)谥委熤酗L(fēng)患者上取得重大突破鋪平了道路。如果這一療法在人類中起作用,它可以顯著加速這些患者的康復(fù)。”
研究人員通過(guò)破壞去到小鼠大腦特定部位的血流誘導(dǎo)了中風(fēng)樣腦損傷。一周(相當(dāng)于人類數(shù)月)后,該研究小組將干細(xì)胞移植到了死亡組織的附近,然后給小鼠數(shù)次輸注一種安慰劑或3K3A-APC。
這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者、南加州大學(xué)Berislav Zlokovic博士說(shuō):“當(dāng)你給予這些小鼠3K3A-APC,比僅給予干細(xì)胞療效要更好。我們證實(shí)3K3A-APC幫助這些細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為神經(jīng)元,與宿主的神經(jīng)系統(tǒng)建立了結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)系。”
為了證實(shí)這些干細(xì)胞對(duì)動(dòng)物的功能改善負(fù)責(zé),研究人員采用了一種靶向毒素在另一組給予這一組合療法的動(dòng)物中殺死了形成的神經(jīng)元。在給予這種毒素之前這些小鼠在感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試時(shí)顯示出同樣的功能改善,但后來(lái)喪失了這些利益,表明移植細(xì)胞生成的神經(jīng)元是功能改善的必要條件。
在一項(xiàng)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中,研究小組檢測(cè)了受損腦區(qū)域中干細(xì)胞形成的神經(jīng)元之間的連接,以及鄰近的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)域中的神經(jīng)細(xì)胞。給予干細(xì)胞和3K3A-APC的小鼠比給予安慰劑的小鼠具有更多的突觸連接了這些區(qū)域。此外,當(dāng)研究小組用一種機(jī)械振動(dòng)刺激小鼠的爪子時(shí),在治療小鼠中干細(xì)胞生成的神經(jīng)元反應(yīng)更為強(qiáng)烈。
Zlokovic博士解釋:“這意味著在用3K3A-APC治療后,移植細(xì)胞在功能上整合到了宿主大腦中。在中風(fēng)研究領(lǐng)域無(wú)人曾展示過(guò)這一點(diǎn),因此我相信這將成為未來(lái)研究的金標(biāo)準(zhǔn)。”
當(dāng)前研究人員正在NINDS資助的一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)中測(cè)試3K3A-APC,以確定它是否可以減少中風(fēng)后立即失去血流的神經(jīng)元的死亡。由于這項(xiàng)新的小鼠研究,Zlokovic博士和他的研究小組,包括共同第一作者Yaoming Wang和Zhen Zhao,現(xiàn)在希望開展另一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)來(lái)測(cè)試組合神經(jīng)干細(xì)胞移植和3K3A-APC是否可以刺激人類中風(fēng)患者新神經(jīng)元生成以改善功能。如果這項(xiàng)試驗(yàn)取得成功,則有可能促使這一療法對(duì)其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如脊髓損傷的影響。
如果你汽車的電池壞掉了,你可能會(huì)尋求道路救援或求助于善心的旁觀者。發(fā)布在2016年7月27日Nature雜志上的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)受損的神經(jīng)元喪失它們的“電池”——產(chǎn)生能量的線粒體時(shí),它們會(huì)向另一類腦細(xì)胞:星形膠質(zhì)細(xì)胞尋求支援。這些細(xì)胞會(huì)做出響應(yīng)將額外的線粒體捐贈(zèng)給掙扎中的神經(jīng)元??茖W(xué)家們說(shuō),盡管仍然是初步的研究發(fā)現(xiàn),其有可能促成一些新方法幫助人們從中風(fēng)或其他腦損傷中康復(fù)過(guò)來(lái)。
世界上每年都有數(shù)百萬(wàn)人因?yàn)橹酗L(fēng)而死亡,還有更多的人因?yàn)橹酗L(fēng)永久性殘疾。這種毀滅性的疾病常常毫無(wú)征兆地發(fā)生,令患者突然喪失了獨(dú)立生活的能力(語(yǔ)言手和運(yùn)動(dòng)能力受損)。2016年7月頂級(jí)醫(yī)療期刊《柳葉刀》發(fā)表的兩篇文章顯示,中風(fēng)在很大程度上是可以預(yù)防的。
2016年6月6日,來(lái)自復(fù)旦大學(xué)、匹茲堡大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員證實(shí),在輕度中風(fēng)損傷后APE1/Ref-1可促進(jìn)灰質(zhì)與白質(zhì)及神經(jīng)系統(tǒng)功能的恢復(fù)。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
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