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研究揭示神经干细胞治疗脊髓损伤的潜在机制

日期: 2020-08-28
浏览次数: 487

       干细胞技术的发展,让脊髓损伤导致的高位截瘫看到了新生的希望。越来越多的研究结果已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,但科学家们并不知道干细胞移植后究竟到底发生了什么。


       近日,来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员发表了一项新的研究,他们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,并利用新技术刺激和记录遗传学和解剖学上确定的神经元群体的活动,结果表明,神经干细胞移植物能够自组装成脊髓样神经网络,在功能上与宿主神经系统整合。相关研究结果发表在《Cell Stem Cell》期刊上。


研究揭示神经干细胞治疗脊髓损伤的潜在机制


       在这项研究中,研究人员利用新技术,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。


       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不同的神经元群中发射,活动高度相关,很像正常脊髓的神经网络。当研究人员刺激来自动物大脑的再生轴突时,他们发现,一些相同的自发活跃的移植神经元集群做出了强有力的反应,这表明这些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,如轻触和挤压,也激活了移植神经元。


       此外,研究还发现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。这些结果表明,神经干细胞移植物能够自组装成脊髓样神经网络,在功能上与宿主神经系统整合。经过多年的猜测和推断,研究人员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。


       如今,研究团队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。研究人员表示,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,但是科研人员们正在努力,以尽快将这一干细胞移植方法推进到临床试验。



资讯出处:

[1]Steven Ceto, Kohei J.Sekiguchi, et al.Neural Stem Cell Grafts Form Extensive Synaptic Networks that Integrate with Host Circuits after Spinal Cord Injury[J].Cell Stem Cell,2020,(8).

[2]University of California - San Diego.Implanted neural stem cell grafts show functionality in spinal cord injuries[N].Medical Press,2020-08-05.


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