神经干细胞移植物有望治疗脊髓损伤

利用干细胞恢复因脊髓损伤（spinal cord injury）而丧失的功能一直是科学家和医生的雄心壮志。美国每年有近1.8万人患有脊髓损伤，另有29.4万人存在着某种程度的永久性瘫痪或身体功能减弱，如膀胱控制或呼吸困难。 在一项新的研究中，来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道，他们成功地将神经干细胞的高度特化移植物直接植入小鼠的脊髓损伤部位中，随后记录这些移植物如何生长和填充损伤部位，并与这些小鼠现有的神经元网络整合在一起。相关研究结果近期发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“Neural Stem Cell Grafts Form Extensive Synaptic Networks that Integrate with Host Circuits after Spinal Cord Injury”。 论文第一作者、加州大学圣地亚哥分校医学院转化神经科学研究所主任、神经科学教授Mark H. Tuszynski博士说，在这项研究之前，在实验室开发的神经干细胞移植物有点像黑盒子。 虽然之前的研究已经显示出脊髓损伤动物模型在神经干细胞移植后功能得到改善，但是科学家们并不知道到底发生了什么。 Ceto说，“受损的宿主轴突广泛地生长到（损伤部位），而且移植神经元又将大量的轴突延伸到脊髓中，但是我们并不知道移植物本身内部究竟发生了什么样的活动。我们不知道宿主轴突和移植物轴突是否真地在进行功能连接，或者它们只是看起来可能是这样。” Ceto、Tuszynski和同事们利用了最近的技术进步，能够用光而不是电来刺激和记录遗传学和解剖学上确定的神经元群体的活动。这确保他们确切地知道哪些宿主神经元和移植神经元在发挥作用，而不必担心电流在组织中扩散而给出潜在的误导性结果。 这些研究人员发现，即使在没有特定刺激的情况下，移植神经元也会自发地在具有高度相关活动的不同神经元簇中自发地放电，就像在正常脊髓的神经网络中一样。当刺激来自小鼠大脑的再生轴突时，他们发现，一些相同的自发活跃的移植神经元簇做出了强有力的反应，这表明这些神经网络从通常驱动运动的输入中获得功能性突触连接。感官刺激，如轻触和轻捏，也激活了移植神经元。 Ceto说，“我们发现我们可以通过刺激延伸到这些区域的移植物轴突来激活损伤部位以下的脊髓神经元。把所有这些结果汇总在一起可知，神经干细胞移植物能够自组装成脊髓样神经网络，能在功能上与宿主神经系统整合在一起。经过多年的猜测和推断，我们直接证实跨越脊髓损伤的神经传递的每一个轴突实际上都是有功能的。” Tuszynski表示，他的团队如今正在研究几种途径来增强干细胞移植物的功能连接性，比如用支架组装移植物的拓扑结构来模仿正常脊髓的拓扑结构，以及使用电刺激来加强宿主和移植物神经元之间的突触。 Tuszynski说，“虽然干细胞、刺激、康复和其他干预措施的完美组合可能还需要几年时间，但患者如今正遭受脊髓损伤。因此，我们目前正在与监管部门合作，以尽快将我们的干细胞移植方法推进到临床试验。如果一切顺利，我们可能在十年内就会有一种疗法。” [19] \t