Nature:新技術(shù)終結(jié)長(zhǎng)期爭(zhēng)論
日期:2012-06-18 07:57:03
來自日本自然科學(xué)研究院,京都大學(xué),福島醫(yī)科大學(xué)等處的研究人員發(fā)表文章,提出了一種新型技術(shù),通過將兩種新基因轉(zhuǎn)移載體結(jié)合在一起,能有效的把某個(gè)基因傳遞到特殊神經(jīng)環(huán)路上去。利用這種方法,研究人員發(fā)現(xiàn)了大腦一種“間接途徑(indirect pathways)”,這未來也許能用于大腦疾病基因治療。相關(guān)成果公布在Nature雜志在線版上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是日本自然科學(xué)研究院 Tadashi ISA教授,以及項(xiàng)目助理教授Masaharu KINOSHITA,ISA教授是一位知名康復(fù)神經(jīng)學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)家,他曾發(fā)表多項(xiàng)康復(fù)訓(xùn)練對(duì)大腦影響的研究成果。
對(duì)于這一最新成果,他表示,“這種新技術(shù)能用于人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的基因治療,目前我們已經(jīng)在高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。”
這種新技術(shù)就是雙重病毒載體轉(zhuǎn)染技術(shù)(the double viral vector transfection technique),病毒載體是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的一種工具,主要就是利用病毒具有傳送其它基因組進(jìn)入其它細(xì)胞的特性,進(jìn)行轉(zhuǎn)染,這種方法可以用于基礎(chǔ)研究,基因治療,以及制作疫苗。
而這種最新技術(shù)能將兩種基因轉(zhuǎn)移載體結(jié)合起來,有效的把某個(gè)基因傳遞到特殊神經(jīng)環(huán)路上去,這樣研究人員就能成功完成選擇性,可逆性的固有神經(jīng)元抑制——固有神經(jīng)元是指介導(dǎo)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域與脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間間接連接的脊髓中間神經(jīng)元。
由此研究人員發(fā)現(xiàn)了一種“間接途徑(indirect pathways)”,這種途徑之前被假設(shè)認(rèn)為是在進(jìn)化過程中,大腦到運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(調(diào)控肌肉的神經(jīng)細(xì)胞)直接連接建立之后殘留下來的。然而這項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)這種間接途徑實(shí)際上在高度發(fā)達(dá)的靈巧手部運(yùn)動(dòng)中扮演了重要角色。
有人認(rèn)為高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物,包括人類在內(nèi)都通過發(fā)展出手部操作熟練技巧,完成了爆炸性進(jìn)化。之前的研究認(rèn)為單個(gè)手指移動(dòng)的能力是大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)與調(diào)控肌肉運(yùn)動(dòng)的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間直接聯(lián)系的進(jìn)化結(jié)果。
而像是貓,老鼠等低等動(dòng)物的笨拙爪運(yùn)動(dòng),則只是皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,通過脊髓中間神經(jīng)元連接的結(jié)果。這種人類和靈長(zhǎng)類動(dòng)物殘留的“間接途徑”的功能是什么,在這項(xiàng)成果之前,科學(xué)家們還并不了解。
這篇文章利用這一新方法,揭示出這一途徑實(shí)際上在高度發(fā)達(dá)的靈巧手部運(yùn)動(dòng)中扮演了重要角色,從而終結(jié)了這個(gè)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論。
病毒載體實(shí)際上在基因治療中應(yīng)用的頗為廣泛,比如用于癌癥治療的溶瘤病毒。大部分溶瘤病毒設(shè)計(jì)靶向癌細(xì)胞上過表達(dá)的受體或是表面蛋白,以提高病毒僅進(jìn)入和殺傷疾病組織的機(jī)會(huì)。當(dāng)然,這需要腫瘤具有獨(dú)特的表面抗原。不過這是一種理想的情況,找到一些存在于腫瘤細(xì)胞而非正常細(xì)胞上的東西。而在大多數(shù)腫瘤中都是不太可能的,這或許就是這一領(lǐng)域發(fā)展如此緩慢的原因。
來自德州安德森癌癥研究中心的研究人員采取一種略有不同的做法。沒有側(cè)重于選擇性靶向癌細(xì)胞的病毒,或是操縱它們這樣做,他們?cè)O(shè)計(jì)出了一種載體VISA,VISA可以去到各處,但它的包裝只能在癌細(xì)胞中激活。除此之外,還有一種抗癌基因治療策略,就是從患者處采集免疫細(xì)胞,插入可誘導(dǎo)細(xì)胞靶向和殺傷癌癥的遺傳物質(zhì),然后再將這些細(xì)胞注入回患者體內(nèi)。這些技術(shù)方法將促進(jìn)癌癥基因治療的進(jìn)展。