研究揭示了培養(yǎng)腦細(xì)胞治療和研究神經(jīng)退行性疾病的新方法

杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Duke-NUS)的科學(xué)家和他們的合作者提出了從干細(xì)胞培養(yǎng)腦細(xì)胞的新方法，以治療和研究神經(jīng)退行性疾病。這項(xiàng)新技術(shù)構(gòu)成了杜克大學(xué)-新加坡國立大學(xué)新成立的GK Goh神經(jīng)科學(xué)中心(GK Goh中心)最近兩個(gè)研究項(xiàng)目的基礎(chǔ)，為患有阿爾茨海默病、缺血性中風(fēng)和帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者提供了新的治療方法。

gok Goh中心是在杜克大學(xué)-新加坡國立大學(xué)神經(jīng)科學(xué)與行為障礙(NBD)項(xiàng)目下成立的，由gok Goh家族慷慨捐贈500萬美元，以紀(jì)念gok Goh控股創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席gok Goh先生，通過這些發(fā)現(xiàn)來研究衰老對大腦的影響。它由**神經(jīng)科學(xué)家張素春教授領(lǐng)導(dǎo)，他也是杜克大學(xué)-新加坡國立大學(xué)NBD項(xiàng)目的主任。

在發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》雜志上的**個(gè)研究項(xiàng)目中，科學(xué)家們成功地從干細(xì)胞中培養(yǎng)出神經(jīng)元(神經(jīng)細(xì)胞)，并將其移植到中風(fēng)患者體內(nèi)，以修復(fù)受損的腦組織。這些細(xì)胞在一種由纖維蛋白原(一種有助于血液凝固的蛋白質(zhì))組成的化學(xué)混合物中培養(yǎng);以及用于治療感染的藥物馬拉維洛克。當(dāng)細(xì)胞被移植到受缺血性中風(fēng)影響的大腦高度發(fā)炎的環(huán)境中時(shí)，這種混合物保護(hù)細(xì)胞免受炎癥的影響。在臨床前試驗(yàn)中，這些細(xì)胞不僅存活了下來，而且在30天內(nèi)成功地成熟為目標(biāo)神經(jīng)元類型，并修復(fù)了受損的大腦。在此發(fā)現(xiàn)之前，移植細(xì)胞的存活率很低，因?yàn)樗鼈冎械拇蠖鄶?shù)會因炎癥而在腦缺血腔中死亡。

缺血性中風(fēng)發(fā)生時(shí)，大腦的血液供應(yīng)突然減少，是世界范圍內(nèi)死亡和殘疾的主要原因。在全球范圍內(nèi)，25歲以上人群中有四分之一的人一生中會中風(fēng)。迄今為止，減輕中風(fēng)造成的損害的**機(jī)會是在事件發(fā)生后的頭六個(gè)小時(shí)內(nèi)。即便如此，幾乎所有幸存者都沒有完全康復(fù)，他們患有癱瘓和認(rèn)知障礙等殘疾。沒有任何治療方法可以完全恢復(fù)功能。

“人類大腦的再生能力非常有限，因此需要更有效地治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。基于干細(xì)胞的方法有希望，因?yàn)樗鼈兛梢员Ｗo(hù)受傷的神經(jīng)元免受進(jìn)一步的損傷，并取代失去的神經(jīng)元。我們的移植方法已經(jīng)證明，培養(yǎng)的細(xì)胞可以成熟成為功能性神經(jīng)元，并有可能在中風(fēng)、脊髓損傷和帕金森病等疾病中整合到大腦回路中，”該研究的主要作者、杜克-新加坡國立大學(xué)NBD項(xiàng)目的研究員王志福博士說。

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)授權(quán)了該方法，并正在為該技術(shù)申請專利，該技術(shù)在其他神經(jīng)退行性疾病，包括帕金森病中也被證明是成功的。在之前對帕金森氏癥的研究中，張教授和他的合作者已經(jīng)用他們的方法產(chǎn)生了多巴胺神經(jīng)元。這些位于中腦的細(xì)胞隨著疾病的發(fā)作而退化。培養(yǎng)出來的健康神經(jīng)元可以移植到帕金森氏癥患者的大腦中，在這個(gè)過程中，細(xì)胞在那里生長并再生受損的組織。該研究結(jié)果發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》和《自然醫(yī)學(xué)》上。該團(tuán)隊(duì)正在尋求美國監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)，開始人體安全臨床試驗(yàn)。

“雖然它的不可獲取性使得對大腦的任何研究都具有挑戰(zhàn)性，但我們的策略是使用這項(xiàng)新技術(shù)來引導(dǎo)干細(xì)胞發(fā)育成各種類型的神經(jīng)元。有了這些功能性腦細(xì)胞，我們可以研究它們是如何衰老的，并揭示它們在神經(jīng)退行性疾病中的作用。新的見解將有助于找到新的和更有效的治療腦部疾病的療法，甚至可能減緩衰老過程，”張教授說。

使用同樣的技術(shù)，GK Goh中心的團(tuán)隊(duì)也是世界上**個(gè)生產(chǎn)去甲腎上腺素神經(jīng)元的團(tuán)隊(duì)，去甲腎上腺素神經(jīng)元是位于腦干的專門神經(jīng)細(xì)胞，與大腦和脊髓的每個(gè)部分相連。這些神經(jīng)元在阿爾茨海默病和帕金森病等許多疾病中退化——通常早在癥狀出現(xiàn)前10年就退化了。這些細(xì)胞的產(chǎn)生將使科學(xué)家能夠研究為什么它們是脆弱的，以及它們的退化是如何導(dǎo)致疾病的。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然生物技術(shù)》雜志上。

“我很高興我們的科學(xué)家已經(jīng)取得了有影響力的發(fā)現(xiàn)，這將大大有助于幫助新加坡患有神經(jīng)退行性疾病的患者。我相信，這個(gè)中心將繼續(xù)使杜克大學(xué)-新加坡國立大學(xué)提供創(chuàng)新的床邊干預(yù)措施，不僅可以提高個(gè)人的生活質(zhì)量，還可以支持我們國家在健康老齡化方面的努力，”淡馬錫國際基金會國際執(zhí)行委員會名譽(yù)主席兼淡馬錫基金會董事會成員GK Goh先生說。

“這項(xiàng)新技術(shù)的潛力是無限的。張教授和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)培養(yǎng)了十幾種不同類型的功能神經(jīng)元，包括大腦、眼睛和脊髓中的神經(jīng)元。他們還收集了大量的生物樣本，他們可以利用這些樣本來解碼大腦是如何衰老的，這是一個(gè)我們?nèi)匀恢跎俚纳磉^程。我們感謝G.K. Goh家族的捐贈，這將為我們提供測試藥物和開發(fā)新療法的手段，以治療其他無法治愈的腦部疾病，”杜克大學(xué)院長托馬斯·科夫曼教授說。

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