2020年8月17日訊/
生物谷BIOON/---利用
幹細胞恢復因脊髓損傷（spinal cord injury）而喪失的功能一直是科學家和醫生的雄心壯志。美國每年有近1.8萬人患有脊髓損傷，另有29.4萬人存在著某種程度的永久性癱瘓或身體功能減弱，如膀胱控制或呼吸困難。
在一項新的研究中，來自美國加州大學聖地牙哥分校醫學院的研究人員報導，他們成功地將神經
幹細胞的高度特化移植物直接植入小鼠的脊髓損傷部位中，隨後記錄這些移植物如何生長和填充損傷部位，並與這些小鼠現有的神經元網絡整合在一起。相關研究結果近期發表在Cell Stem Cell期刊上，論文標題為「Neural Stem Cell Grafts Form Extensive Synaptic Networks that Integrate with Host Circuits after Spinal Cord Injury」。
圖片來自Cell Stem Cell, 2020, doi:10.1016/j.stem.2020.07.007。
論文第一作者、加州大學聖地牙哥分校醫學院轉化神經科學研究所主任、神經科學教授Mark H. Tuszynski博士說，在這項研究之前，在實驗室開發的神經
幹細胞移植物有點像黑盒子。
雖然之前的研究已經顯示出脊髓損傷動物模型在神經
幹細胞移植後功能得到改善，但是科學家們並不知道到底發生了什麼。
Ceto說，「受損的宿主軸突廣泛地生長到（損傷部位），而且移植神經元又將大量的軸突延伸到脊髓中，但是我們並不知道移植物本身內部究竟發生了什麼樣的活動。我們不知道宿主軸突和移植物軸突是否真地在進行功能連接，或者它們只是看起來可能是這樣。」
Ceto、Tuszynski和同事們利用了最近的技術進步，能夠用光而不是電來刺激和記錄
遺傳學和解剖學上確定的神經元群體的活動。這確保他們確切地知道哪些宿主神經元和移植神經元在發揮作用，而不必擔心電流在組織中擴散而給出潛在的誤導性結果。
這些研究人員發現，即使在沒有特定刺激的情況下，移植神經元也會自發地在具有高度相關活動的不同神經元簇中自發地放電，就像在正常脊髓的神經網絡中一樣。當刺激來自小鼠大腦的再生軸突時，他們發現，一些相同的自發活躍的移植神經元簇做出了強有力的反應，這表明這些神經網絡從通常驅動運動的輸入中獲得功能性突觸連接。感官刺激，如輕觸和輕捏，也激活了移植神經元。
Ceto說，「我們發現我們可以通過刺激延伸到這些區域的移植物軸突來激活損傷部位以下的脊髓神經元。把所有這些結果匯總在一起可知，神經
幹細胞移植物能夠自組裝成脊髓樣神經網絡，能在功能上與宿主神經系統整合在一起。經過多年的猜測和推斷，我們直接證實跨越脊髓損傷的神經傳遞的每一個軸突實際上都是有功能的。」
Tuszynski表示，他的團隊如今正在研究幾種途徑來增強
幹細胞移植物的功能連接性，比如用支架組裝移植物的拓撲結構來模仿正常脊髓的拓撲結構，以及使用電刺激來加強宿主和移植物神經元之間的突觸。
Tuszynski說，「雖然幹細胞、刺激、康復和其他幹預措施的完美組合可能還需要幾年時間，但患者如今正遭受脊髓損傷。因此，我們目前正在與監管部門合作，以儘快將我們的
幹細胞移植方法推進到
臨床試驗。如果一切順利，我們可能在十年內就會有一種療法。」（生物谷 Bioon.com）
參考資料：1.Steven Ceto et al. Neural Stem Cell Grafts Form Extensive Synaptic Networks that Integrate with Host Circuits after Spinal Cord Injury. Cell Stem Cell, 2020, doi:10.1016/j.stem.2020.07.007.