2011-2012研究荟萃
2012年4月号
2011-2012研究荟萃

移植神经元修复受损脑部回路

    研究发现,下丘脑损伤的小鼠会出现某种基因缺陷而呈现病态性肥胖。一项新的研究显示:将未成熟的神经细胞移植到小鼠的大脑中,可以恢复小鼠的大脑功能,预防小鼠肥胖。研究人员声明说,他们并非想要用这种方法来治疗人类的肥胖,但是这项研究证实:移植的胎儿细胞可以自动融入一个非正常的神经通路,并帮助其恢复功能;另有研究者认为:该研究的主要意义在于为复杂脑病的细胞治疗提供了机会和挑战。

    胎儿神经系统干细胞疗法的前进道路一直困难重重,胎儿细胞移植治疗帕金森氏症试验近期所取得的都是令人失望的结果。例如,美国加州的杰龙(Geron)生物科技公司近期宣布放弃开展原本密切关注的干细胞治疗脊髓损伤的试验,且由于经济原因,该公司决定放弃进一步的干细胞研究工作。然而,神经科学的基础研究成果仍然令人鼓舞,在过去十年里,科学家们通过试验证实大脑的某些部位在一生中都可以不断生出新的神经细胞,这颠覆了流传百年的教条。有证据表明,这些新的神经细胞能够连接到现有的神经回路,可能有助于保持或提高大脑功能,而移植来的细胞可以同样做到这些。

    在这项新的研究中,哈佛大学神经科学家Jeffrey Macklis和他的同事们试图调查胎儿的神经元移植到小鼠的脑组织后是否会生成新的神经细胞并形成神经通路。接受移植的转基因小鼠是瘦素受体缺乏模型,瘦素是一种调节代谢和体重的激素;在正常的小鼠体内,瘦素可作用于下丘脑部位的神经元,起到调节代谢等基本功能;而在基因突变的小鼠,这些神经元无法回应瘦素,就会产生肥胖和糖尿病。研究者将正常小鼠胎儿下丘脑部位的未成熟神经元移植到瘦素受体缺陷小鼠大脑的相应区域,结果发现,正常小鼠的平均体重是25克,接受了神经移植的基因突变小鼠平均体重为40克~45克,基因突变小鼠(接受了“假手术”,未移植神经元)的体重为55克~60克。那些在出生几天时就接受了神经移植的小鼠的体型比正常小鼠明显丰满一些,但并不是病态的肥胖,而且,这些小鼠没有发生糖尿病。

    研究者采用多种方法来观察移植来的神经元如何表现,移植的神经细胞中有一种蛋白质,在特定的光线下呈绿色。研究人员在显微镜下观察到,移植的神经细胞分化成了几种通常存在于下丘脑部位的神经元,并与其他神经元连接形成神经突触。通过电极记录下丘脑的神经元电活动,研究人员证实,移植过来的神经元如预期一样可以与受体老鼠自身的神经元连接。这些新的神经元在某种意义上充当瘦素向大脑发送信号。

    Macklis说,从这项研究中所得到的经验,将有助于对于其他神经疾病干细胞治疗的探索,如肌萎缩性侧索硬化症、帕金森氏症和脊髓损伤等。(编译:贾玉华)

参考文献:《Science》2011;334:1133-1137

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