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Nat Med:首次证实人神经干细胞移植可改善脊髓损伤猴子的抓力

来源:本站原创 2018-03-18 10:22


2018年3月18日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,研究人员报道移植到猴子受损脊髓中的人神经干细胞成熟为神经元,触发神经连接形成,从而让这些猴子抓住橙子的能力得到改善。相关研究结果近期发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“Restorative effects of human neural stem cell grafts on the primate spinal cord”。
图片来自Nyiragongo/iStock。

美国埃默里大学医学院神经学家Jonathan Glass(未参与这项研究)通过电子邮件告诉《科学家》杂志,“这种类型的细胞疗法虽然还处于初始阶段,但最终可能是一种治疗中枢神经系统损伤甚至可能是治疗人类神经退行性疾病的合理方法。”Glass指出,经过一段时候后发生的干细胞分化是“令人印象深刻的”,正如它们在猴子的中枢神经系统中建立神经连接的能力一样,但还需开展更多的研究来证实在人类遭受脊髓损伤后,这些细胞能够生长出极长的轴突来连接运动神经元和感觉神经元。

到目前为止,大部分移植神经干细胞的研究都是在大鼠身上完成的。这是首项研究表明这种治疗能够成功地扩展到灵长类动物身上。

论文通信作者、美国加州大学圣地亚哥分校医学院神经科学家Mark Tuszynski告诉《科学家》杂志,“我们确实有更多信心在人体中开展这类治疗。”

在这项研究中,Tuszynski和他的同事们切掉猕猴的一段脊髓,然后在两周后将人神经祖细胞(neural progenitor cell)移植到这种脊髓损伤部位。在首批4只猴子中,这些细胞移植物没有保持在原位,这一发现迫使这些研究人员将更多的纤维蛋白原-凝血酶(fibrinogen–thrombin)添加到这些细胞移植物中。纤维蛋白原-凝血酶是一种蛋白-酶混合物,可让这些移植物更快地附着到损伤位点上。Tuszynski团队还不得不让手术台倾斜以便排出脑脊液,这是因为脑脊液会将这些移植物冲走。

经过这些调整后,在剩余的5只猴子中,这些移植的神经干细胞保留在原位,而且这些研究人员观察到这些移植的干细胞发育成神经元和神经胶质细胞。在损伤部位中,这些人神经元产生高达15万个线状轴突,这些轴突从移植位点处向外延伸高达50毫米,并且早在这些新产生的神经细胞就位两个月后,这些研究人员就能够观察到它们与猴子本身的神经细胞建立神经连接。在大多数情况下,细胞移植物附着在脊髓损伤部位的猴子能够更好地操纵它们的手指,使它们的手指绕着橙子弯曲,而细胞移植物未附着的猴子并不能握住橙子,它们的手指保持折叠,因此橙子停留在它们的指关节上。

美国罗切斯特大学神经科学家Steve Goldman(未参与这项研究)说,“从啮齿类动物到灵长类动物,这是一个巨大的飞跃,特别是涉及脊髓损伤的研究。从这个角度来看,这是一项非常伟大的研究。”他说,这些数据表明在遭受脊髓损伤后,这些经过经治疗的猴子移动它们的手和胳膊的能力得到明显改善,不过他指出Tuszynski团队没有设置相对应的对照组。他还补充道,为脊髓损伤建立模型是非常困难的。他说,“就人类而言,每种脊髓损伤都是独特的。”他注意到这种反映猴子脊髓损伤的外科手术切除可能并不能完全反映人类脊髓损伤的复杂性。

不过,Goldman称,这些研究结果验证了神经干细胞移植能够产生神经元的概念,所产生的神经元可能起着是一种桥梁的作用,将在脊髓损伤中被切断的组织连接在一起。他说,这一点从来没有在啮齿类动物中得到确凿的证实,但是在这项新的研究中,这一点已得到证实。

Tuszynski说,他的团队正在开展下一组研究来验证这些结果和确定用于人体中的最佳干细胞类型。他注意到胚胎干细胞可能是最有效的,“并非所有的干细胞都具有相同的脊髓修复潜力。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Ephron S Rosenzweig, John H Brock, Paul Lu et al. Restorative effects of human neural stem cell grafts on the primate spinal cord. Nature Medicine, doi:10.1038/nm.4502

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