植入神经干细胞移植在脊髓损伤中显示功能
利用干细胞修复脊髓损伤(SCI)导致的功能丧失一直是科学家和医生的雄心壮志。在美国，每年有近1.8万人患有SCI，另有29.4万人患有SCI，通常涉及某种程度的永久性瘫痪或身体功能下降，如膀胱控制或呼吸困难。
在2020年8月5日发表的一项新研究中细胞干细胞美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报告说，他们成功地植入了高度特化的神经干移植物细胞直接进入脊髓损伤在老鼠身上，然后记录移植物是如何生长和填充的受伤站点，整合并模仿动物现有的神经元网络。
在这项研究之前，该研究的第一作者Steven Ceto说，他是Mark H. Tuszynski(医学博士，神经科学教授，加州大学圣地亚哥分校医学院转化神经科学研究所所长)实验室的博士后，在实验室中开发的神经干细胞移植有点像一个黑盒子。
尽管之前的研究，包括Tuszynski及其同事发表的工作，已经表明在神经干细胞移植后，SCI动物模型的功能得到了改善，但科学家们并不确切地知道发生了什么。
“我们知道受损的宿主轴突广泛生长在(损伤部位)，而且贪污神经元大量的轴突又延伸到脊髓但我们不知道移植物内部到底发生了什么活动，”Ceto说。“我们不知道宿主轴突和移植物轴突是否真的在进行功能连接，或者它们只是看起来可能是这样。”
Ceto、Tuszynski和同事利用最近的技术进步，使研究人员可以用光而不是电来刺激和记录基因和解剖学上定义的神经元种群的活动。这确保了他们确切地知道哪些宿主神经元和移植物神经元在起作用，而不必担心电流在组织中扩散，从而得出可能具有误导性的结果。
他们发现，即使在没有特定刺激的情况下，移植物神经元也会自发地在高度相关的神经元簇中放电，就像正常脊髓的神经网络一样。当研究人员刺激来自动物大脑的再生轴突时，他们发现一些同样自发活跃的移植物神经元簇反应强烈，这表明这些网络从通常驱动运动的输入中接收功能突触连接。感觉刺激，如轻触和捏，也能激活移植物神经元。
Ceto说:“我们证明，我们可以通过刺激延伸到损伤部位的移植物轴突来激活损伤部位以下的脊髓神经元。”“把所有这些结果放在一起，结果证明神经干细胞移植具有非凡的自组装成脊髓样神经网络的能力，这些神经网络与宿主神经系统功能整合。经过多年的推测和推断，我们直接证明了脊髓损伤中神经元接力的每个组成部分实际上都是有功能的。”
Tuszynski说，他的团队现在正在研究几种途径来增强干细胞移植物的功能连通性，例如组织移植物的拓扑结构来模仿正常脊髓的支架和使用电刺激增强宿主和移植物神经元之间的突触。
而完美的结合干细胞Tuszynski说:“刺激、康复和其他干预措施可能还需要几年的时间，患者现在就患有脊髓损伤。”“因此，我们目前正在与监管部门合作，尽快将我们的干细胞移植方法引入临床试验。如果一切顺利，我们可以在十年内找到治疗方法。”
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