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成年人的大腦在受到外傷、中風(fēng)或神經(jīng)退行性疾病如帕金森癥導(dǎo)致的損傷后很難自行修復(fù)。干細(xì)胞是具有無(wú)限的適應(yīng)性，為更好的神經(jīng)修復(fù)提供了前景。然而，大腦精準(zhǔn)復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)限制了其在臨床治療中的發(fā)展。在一項(xiàng)解決這些問(wèn)題的新研究中，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究人員在帕金森小鼠模型中進(jìn)行了干細(xì)胞治療的概念驗(yàn)證。他們發(fā)現(xiàn)，來(lái)自干細(xì)胞的神經(jīng)元可以很好的整合到大腦的正確區(qū)域與天然神經(jīng)元連接并恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能，其中的關(guān)鍵是神經(jīng)元身份。通過(guò)仔細(xì)追蹤移植干細(xì)胞的整個(gè)生命過(guò)程，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞身份——在帕金森癥患者中能夠產(chǎn)生多巴胺的細(xì)胞——決定細(xì)胞所形成的神經(jīng)連接以及它們的功能。隨著人類(lèi)掌握越來(lái)越多的方法從干細(xì)胞產(chǎn)生幾十種獨(dú)特的神經(jīng)元，科學(xué)家們表示，這項(xiàng)工作意味著神經(jīng)干細(xì)胞是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)。然而，還需要更多的研究才能將小鼠的研究成果轉(zhuǎn)換為人類(lèi)應(yīng)用。由麥斯康辛大學(xué)麥迪遜分校神經(jīng)學(xué)家張?zhí)K春領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于近日在《Cell Stem Cell》雜志上發(fā)表了他們的研究成果。該研究由其實(shí)驗(yàn)室的博士后陳躍軍，熊曼和陶燁正領(lǐng)導(dǎo)，他們目前在中國(guó)和新加坡?lián)谓搪殹?/span>圖丨張?zhí)K春與博士后學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中探討 （來(lái)源：威斯康星大學(xué)官網(wǎng)）威斯康星大學(xué)麥迪遜分校威斯曼中心的神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)學(xué)研究張?zhí)K春說(shuō)：“我們的大腦通過(guò)特定位置的特定神經(jīng)細(xì)胞以如此精確的方式進(jìn)行連接，因此我們可以參與所有復(fù)雜的行為。這都取決于通過(guò)特種細(xì)胞連接所形成的神經(jīng)回路。神經(jīng)損傷通常會(huì)對(duì)特定的大腦區(qū)域或特定的神經(jīng)細(xì)胞類(lèi)型造成影響從而破壞神經(jīng)回路。為了治療這些疾病，我們必須要修復(fù)這些受損的神經(jīng)回路。“為了修復(fù)在帕金森癥小鼠模型中的受損回路，研究人員首先開(kāi)始誘導(dǎo)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞分化為可產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元細(xì)胞，這類(lèi)細(xì)胞在帕金森癥中死亡。他們將這些新神經(jīng)元植入到小鼠的中腦，該腦區(qū)是受帕金森癥退化影響最嚴(yán)重的部分。幾個(gè)月后，當(dāng)植入的新神經(jīng)元整合到小鼠大腦，小鼠的運(yùn)動(dòng)技能有所提高。仔細(xì)觀(guān)察，研究小組能夠看到植入神經(jīng)元生長(zhǎng)至長(zhǎng)距離以連接大腦的運(yùn)動(dòng)控制區(qū)域。同時(shí)，這些神經(jīng)細(xì)胞建立了與大腦調(diào)節(jié)區(qū)域的連接，這些區(qū)域會(huì)輸入新的神經(jīng)元細(xì)胞并防止它們過(guò)度刺激。輸入和輸出植入的神經(jīng)元——這兩組連接都類(lèi)似于天然神經(jīng)元所建立的回路。這僅僅適用于產(chǎn)生多巴胺的細(xì)胞。用不參與帕金森癥的能夠產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的細(xì)胞進(jìn)行類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小鼠的運(yùn)動(dòng)回路并未得到修復(fù)，這揭示了神經(jīng)元身份在修復(fù)大腦損傷中的重要作用。為了最終驗(yàn)證移植神經(jīng)元在帕金森癥中的神經(jīng)回路修復(fù)作用，研究者們?cè)诟杉?xì)胞的中插入了基因開(kāi)關(guān)。當(dāng)細(xì)胞接觸到飲食中特定的藥物或者藥物注射時(shí)，這些開(kāi)關(guān)可以上調(diào)或者下調(diào)細(xì)胞的活性。當(dāng)干細(xì)胞活動(dòng)關(guān)閉時(shí)，小鼠的運(yùn)動(dòng)能力提高就消失，這表明干細(xì)胞對(duì)于修復(fù)帕金森癥中的大腦損傷非常重要。這也表明這種基因開(kāi)關(guān)技術(shù)能夠微調(diào)移植細(xì)胞的活性以?xún)?yōu)化治療。張?zhí)K春研究團(tuán)隊(duì)及其他研究者花費(fèi)數(shù)年時(shí)間發(fā)展了將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成其他多種神經(jīng)元細(xì)胞的方法。每種神經(jīng)疾病或者損傷都需要其特定的神經(jīng)細(xì)胞來(lái)治療，但治療方案很可能大體相似。他說(shuō)：“我們使用了帕金森癥作為疾病模型，但其原理對(duì)于很多不同的神經(jīng)系統(tǒng)疾病都是一樣的?！?/span>這項(xiàng)工作對(duì)于張?zhí)K春而言有著個(gè)人意義。作為一名生理學(xué)家和科學(xué)家，他經(jīng)常收到來(lái)自絕望家庭的求助信件，他們希望能夠治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病或者大腦創(chuàng)傷。此外，它的意義也與他自身經(jīng)歷有關(guān)。6年前，張?jiān)庥隽塑?chē)禍致使頸部骨折，當(dāng)他部分癱瘓?jiān)卺t(yī)院中醒來(lái)時(shí)，他的第一個(gè)想法就是如何利用他研究多年的干細(xì)胞幫助他康復(fù)。如今，經(jīng)過(guò)多年的物理治療，張?zhí)K春已經(jīng)基本康復(fù)，但他仍然相信正確的干細(xì)胞治療在未來(lái)可以幫助像他一樣的人及家庭。為此，張?zhí)K春的團(tuán)隊(duì)目前正在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物身上測(cè)試類(lèi)似的療法，這是邁向臨床試驗(yàn)的一步。他說(shuō)：“希望是有的，但是我們需要一步一個(gè)腳印?！?/span>https://news./stem-cells-can-repair-parkinsons-damaged-circuits-in-mouse-brains/ -End-
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