神經(jīng)干細(xì)胞移植物有望治療脊髓損傷

利用干細(xì)胞恢復(fù)因脊髓損傷（spinal cord injury）而喪失的功能一直是科學(xué)家和醫(yī)生的雄心壯志。美國每年有近1.8萬人患有脊髓損傷，另有29.4萬人存在著某種程度的**性癱瘓或身體功能減弱，如膀胱控制或呼吸困難。

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員報(bào)道，他們成功地將神經(jīng)干細(xì)胞的高度特化移植物直接植入小鼠的脊髓損傷部位中，隨后記錄這些移植物如何生長和填充損傷部位，并與這些小鼠現(xiàn)有的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)整合在一起。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Neural Stem Cell Grafts Form Extensive Synaptic Networks that Integrate with Host Circuits after Spinal Cord Injury”。

論文**作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院轉(zhuǎn)化神經(jīng)科學(xué)研究所主任、神經(jīng)科學(xué)教授Mark H. Tuszynski博士說，在這項(xiàng)研究之前，在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的神經(jīng)干細(xì)胞移植物有點(diǎn)像黑盒子。

雖然之前的研究已經(jīng)顯示出脊髓損傷動(dòng)物模型在神經(jīng)干細(xì)胞移植后功能得到改善，但是科學(xué)家們并不知道到底發(fā)生了什么。

Ceto說，“受損的宿主軸突廣泛地生長到（損傷部位），而且移植神經(jīng)元又將大量的軸突延伸到脊髓中，但是我們并不知道移植物本身內(nèi)部究竟發(fā)生了什么樣的活動(dòng)。我們不知道宿主軸突和移植物軸突是否真地在進(jìn)行功能連接，或者它們只是看起來可能是這樣。”

Ceto、Tuszynski和同事們利用了最近的技術(shù)進(jìn)步，能夠用光而不是電來刺激和記錄遺傳學(xué)和解剖學(xué)上確定的神經(jīng)元群體的活動(dòng)。這確保他們確切地知道哪些宿主神經(jīng)元和移植神經(jīng)元在發(fā)揮作用，而不必?fù)?dān)心電流在組織中擴(kuò)散而給出潛在的誤導(dǎo)性結(jié)果。

這些研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在沒有特定刺激的情況下，移植神經(jīng)元也會(huì)自發(fā)地在具有高度相關(guān)活動(dòng)的不同神經(jīng)元簇中自發(fā)地放電，就像在正常脊髓的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中一樣。當(dāng)刺激來自小鼠大腦的再生軸突時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，一些相同的自發(fā)活躍的移植神經(jīng)元簇做出了強(qiáng)有力的反應(yīng)，這表明這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從通常驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的輸入中獲得功能性突觸連接。感官刺激，如輕觸和輕捏，也激活了移植神經(jīng)元。

Ceto說，“我們發(fā)現(xiàn)我們可以通過刺激延伸到這些區(qū)域的移植物軸突來激活損傷部位以下的脊髓神經(jīng)元。把所有這些結(jié)果匯總在一起可知，神經(jīng)干細(xì)胞移植物能夠自組裝成脊髓樣神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能在功能上與宿主神經(jīng)系統(tǒng)整合在一起。經(jīng)過多年的猜測和推斷，我們直接證實(shí)跨越脊髓損傷的神經(jīng)傳遞的每一個(gè)軸突實(shí)際上都是有功能的。”

Tuszynski表示，他的團(tuán)隊(duì)如今正在研究幾種途徑來增強(qiáng)干細(xì)胞移植物的功能連接性，比如用支架組裝移植物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來模仿正常脊髓的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及使用電刺激來加強(qiáng)宿主和移植物神經(jīng)元之間的突觸。

Tuszynski說，“雖然干細(xì)胞、刺激、康復(fù)和其他干預(yù)措施的完美組合可能還需要幾年時(shí)間，但患者如今正遭受脊髓損傷。因此，我們目前正在與監(jiān)管部門合作，以盡快將我們的干細(xì)胞移植方法推進(jìn)到臨床試驗(yàn)。如果一切順利，我們可能在十年內(nèi)就會(huì)有一種療法。”