威斯康星州麦迪逊市成熟的大脑在遭受外伤,中风或诸如帕金森氏病的退化性疾病损害后,很难自我修复,干细胞的无限适应性为更好的神经修复提供了希望。但是,大脑精确协调的复杂性阻碍了临床治疗的发展。在对这些疾病的一项新研究中,威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在帕金森氏病小鼠模型中证明了概念验证的干细胞疗法。他们发现源自干细胞的神经元已成功整合到大脑的正确区域,并与自然神经元相连,并恢复了运动功能。
关键是身份。通过仔细跟踪移植的干细胞的命运,科学家们发现这些细胞的身份(在帕金森氏病中是产生多巴胺的细胞)决定了它们的连接和功能。科学家说,这项研究表明神经干细胞疗法是一个可行的目标,因为越来越多的方法可以从干细胞中产生数十种独特的神经元。 ..但是,需要更多的研究来将小鼠的发现转化为人类。
由麦迪逊神经科学家张素春领导的UW-A研究小组于9月22日在《 CellStemCell》杂志上发表了这一发现。这项研究是由张实验室的博士后研究员陈月军,锡安·曼恩和陶业臣领导的,他们目前是中国和新加坡的教职员工。
“我们的大脑通过特定位置的非常特定的神经细胞精确地连接在一起,我们可以参与所有复杂的行为。所有都是特定的细胞类型。这取决于所连接的电路,”神经科学的张明教授说。 威斯康星大学麦迪逊分校,威斯曼中心神经科。 “神经损伤通常会影响特定的大脑区域或特定的细胞类型,并破坏电路。要治疗这些疾病,必须修复这些电路。”
帕金森氏病为了在小鼠模型中修复这些回路,研究人员首先诱导人类胚胎干细胞分化为能死于帕金森氏病的多巴胺产生神经元。他们将这些新的神经元移植到小鼠的中脑,这是受帕金森氏症变性影响*大的大脑区域。几个月后,小鼠在有时间让新的神经元整合到大脑中后,表现出改善的运动能力。经过仔细检查,Zhang的团队能够确认所移植的神经元已长距离连接到大脑的运动控制区域。神经细胞还与进入新神经元的大脑调节区域建立接触,并防止它们受到过度刺激。
两组移植神经元的馈入和馈出连接类似于自然神经元建立的电路。这仅适用于产生多巴胺的细胞。产生神经递质谷氨酸的细胞的类似实验没有参与帕金森氏病的修复,但没有修复运动回路,证明了神经元同一性在修复损伤中的重要性。