...般「補」腦?科學家發現移植幹細胞來源的神經細胞,可重塑神經功能

像女媧補天般「補」腦？解放日報 上觀新聞記者獲悉，由中科院腦科學與智能卓越創新中心（神經科學研究所）陳躍軍研究組、復旦大學附屬兒科醫院周文浩/熊曼研究組、美國威斯康辛大學張素春研究組合作發現，通過移植幹細胞來源的神經細胞，可特異性修復大腦中受損神經環路，重塑神經功能，改善帕金森病模型動物的行為學障礙。2020年9月22日，該項研究成果在線發表於《細胞幹細胞》上。

神經元是大腦的基本功能單元，我們腦內有上千種不同類型的神經元，神經元之間形成複雜而精確的網絡連接（神經環路），是我們感知、思考和行為的基礎。很多神經系統疾病，包括中風、腦外傷和神經退行性疾病（帕金森病和阿爾茲海默病等），都會導致腦內神經元的丟失和神經連接的破壞，進而產生嚴重的神經功能障礙，比如偏癱、運動遲緩、肌肉僵直、學習記憶能力受損等。然而包括人在內的成年哺乳動物大腦神經再生能力十分有限，對於這些神經元丟失導致神經連接破壞和神經功能受損的疾病，臨床上一直缺乏有效治療措施。

通過腦內移植幹細胞來源的神經細胞，替代腦內丟失的神經細胞的功能（幹細胞治療），是潛在的治療措施之一。在成年疾病腦環境中，移植的神經細胞能否長出神經纖維，進而修復受損的神經環路仍然不清楚。更重要的是，這種修復作用是移植細胞隨機整合的結果還是特異性的修復？這些都是神經系統疾病幹細胞治療領域亟待解決的關鍵問題。

針對以上問題，團隊成員以帕金森氏病為模型，研究了成年腦內移植幹細胞來源的神經細胞修復受損神經環路的可行性和機制。帕金森氏病是以靜止性震顫、肌強直、運動遲緩等為主要表現的全球第二大神經退行性疾病，其主要原因是大腦黑質腦區的多巴胺能神經元進行性丟失。團隊成員把遺傳學標記的人多巴胺能神經元移植到帕金森氏病模型鼠受損的黑質腦區，結果發現，黑質腦區移植的人多巴胺能神經元長出大量神經纖維，移植的人多巴胺能神經元表現出和內源小鼠黑質多巴胺能神經元相似的電生理特性，接受相似的神經遞質調控。這說明帕金森病模型小鼠腦內移植的人多巴胺能神經元特異性的修復和重建了受損的黑質-紋狀體神經連接，並且其結構和功能與內源神經連接高度一致。

該研究提示成年腦內受損的神經連接可以通過移植幹細胞來源的神經細胞實現結構和功能上的修復，重塑神經功能。同時該研究也發現，不同類型的神經細胞對環路的修復作用是不同的，提示對於不同類型神經元丟失造成的神經系統疾病，需要有針對性移植特定的神經細胞進行環路修復和治療。這些發現為腦損傷和神經退行性疾病的治療提供了新的思路和理論基礎。

如今，人腦內主要的神經細胞類型已可以通過幹細胞神經分化技術在體外高效獲得，幹細胞技術的發展將為很多神經系統疾病的治療帶來新的希望。