Nature Medicine:干細胞治療又攻下一城
日期:2016-08-23 09:02:49
科學家和臨床醫生們長期以來都夢想著通過構建新神經元來幫助受損大腦修復自身,發表在今天《自然醫學》(Nature Medicine)雜志上的一項創新研究朝著實現這一目標又靠近了一步。一個研究小組開發出了一種治療技術顯著改善了中風誘導腦損傷小鼠的神經細胞生成。
這一治療技術將有望成為中風誘導神經系統損傷治療方法的兩種療法組合到了一起。第一種涉及手術移植人類神經干細胞到受損區域,在那里移植細胞會成熟為神經元和其他腦細胞。第二種是給予一種叫做3K3A-APC的化合物,科學家們證實它幫助培養皿中生長的神經干細胞發育成為了神經元。不過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物中的效應。
在中風一個月后,接受干細胞和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動和感覺功能測試時明顯表現得更好。此外,在給予3K3A-APC的小鼠中更多干細胞存活下來,成熟為神經元。
研究的資助機構——美國國立衛生研究院(NIH)下屬國家神經系統疾病和中風研究所(NINDS)項目主任Jim Koenig說:“由南加州大學領導的這項動物研究為我們在治療中風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。”
研究人員通過破壞去到小鼠大腦特定部位的血流誘導了中風樣腦損傷。一周(相當于人類數月)后,該研究小組將干細胞移植到了死亡組織的附近,然后給小鼠數次輸注一種安慰劑或3K3A-APC。
這項研究的領導者、南加州大學Berislav Zlokovic博士說:“當你給予這些小鼠3K3A-APC,比僅給予干細胞療效要更好。我們證實3K3A-APC幫助這些細胞轉變成為神經元,與宿主的神經系統建立了結構和功能聯系。”
為了證實這些干細胞對動物的功能改善負責,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物中殺死了形成的神經元。在給予這種毒素之前這些小鼠在感覺和運動功能測試時顯示出同樣的功能改善,但后來喪失了這些利益,表明移植細胞生成的神經元是功能改善的必要條件。
在一項獨立的實驗中,研究小組檢測了受損腦區域中干細胞形成的神經元之間的連接,以及鄰近的初級運動皮質區域中的神經細胞。給予干細胞和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域。此外,當研究小組用一種機械振動刺激小鼠的爪子時,在治療小鼠中干細胞生成的神經元反應更為強烈。
Zlokovic博士解釋:“這意味著在用3K3A-APC治療后,移植細胞在功能上整合到了宿主大腦中。在中風研究領域無人曾展示過這一點,因此我相信這將成為未來研究的金標準。”
當前研究人員正在NINDS資助的一項II期臨床試驗中測試3K3A-APC,以確定它是否可以減少中風后立即失去血流的神經元的死亡。由于這項新的小鼠研究,Zlokovic博士和他的研究小組,包括共同第一作者Yaoming Wang和Zhen Zhao,現在希望開展另一項II期臨床試驗來測試組合神經干細胞移植和3K3A-APC是否可以刺激人類中風患者新神經元生成以改善功能。如果這項試驗取得成功,則有可能促使這一療法對其他神經系統疾病,如脊髓損傷的影響。
如果你汽車的電池壞掉了,你可能會尋求道路救援或求助于善心的旁觀者。發布在2016年7月27日Nature雜志上的一項新研究發現,當受損的神經元喪失它們的“電池”——產生能量的線粒體時,它們會向另一類腦細胞:星形膠質細胞尋求支援。這些細胞會做出響應將額外的線粒體捐贈給掙扎中的神經元。科學家們說,盡管仍然是初步的研究發現,其有可能促成一些新方法幫助人們從中風或其他腦損傷中康復過來。
世界上每年都有數百萬人因為中風而死亡,還有更多的人因為中風永久性殘疾。這種毀滅性的疾病常常毫無征兆地發生,令患者突然喪失了獨立生活的能力(語言手和運動能力受損)。2016年7月頂級醫療期刊《柳葉刀》發表的兩篇文章顯示,中風在很大程度上是可以預防的。
2016年6月6日,來自復旦大學、匹茲堡大學等機構的研究人員證實,在輕度中風損傷后APE1/Ref-1可促進灰質與白質及神經系統功能的恢復。這一研究發現發布在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。
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