對血液中的激素水平變化,神經(jīng)元喪失反應(yīng)將導(dǎo)致大腦不能控制饑餓與飽脹感。這種類型的遺傳缺陷造成人類、動物的嚴(yán)重肥胖。來自哈佛大學(xué)(HU)、馬薩諸塞州總醫(yī)院(MGH)、波蘭科學(xué)院實驗生物學(xué)Nencki研究所(Nencki Institute)的科學(xué)家們在華沙宣布在他們的小鼠實驗中,有可能通過移植小數(shù)量的新生神經(jīng)元到受損區(qū)域來重建腦功能。
Artur Czupryn醫(yī)生(作者身份在Science雜志發(fā)表一篇論文)說“我們能獲得的一個驚人的腦修復(fù)效果是顯著降低遺傳缺陷肥胖鼠的體重,而且進(jìn)一步降低糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥。”
醫(yī)學(xué)界已經(jīng)長時間嘗試通過移植干細(xì)胞修補局部損傷的腦組織。但這種措施是危險的,因為移植的干細(xì)胞經(jīng)常是無序生長,而這種生長方式通常能導(dǎo)致癌癥發(fā)生。
在哈佛大學(xué)(HU)、馬薩諸塞州總醫(yī)院(MGH)、波蘭科學(xué)院實驗生物學(xué)Nencki研究所(Nencki Institute),這項科研已經(jīng)進(jìn)行了5年。它的目的是證實移植小數(shù)量的細(xì)胞能重建缺損的神經(jīng)元回路、修復(fù)喪失的腦功能。缺乏?C素受體的遺傳障礙鼠已經(jīng)被用于這些實驗。激素是進(jìn)食時,脂肪組織分泌到血液中的一種蛋白。當(dāng)它到達(dá)下丘腦,將特異性與神經(jīng)元發(fā)生反應(yīng)。它的存在與否或者水平低下可分別導(dǎo)致飽脹或饑餓感。?C素受體缺乏的小鼠不知道飽脹感。它們的體重是健康小鼠的兩倍且出現(xiàn)嚴(yán)重糖尿病。
來自哈佛大學(xué)和Nencki協(xié)會的研究團(tuán)隊的科研目標(biāo)集中在未成熟神經(jīng)元(神經(jīng)母細(xì)胞)和祖神經(jīng)元的移植。這兩類細(xì)胞是特異的神經(jīng)干細(xì)胞且已經(jīng)確定了分化發(fā)生的方向。它們是從正在發(fā)育、健康鼠的胚胎大腦的小塊組織中分離、獲得并用于移植。因此當(dāng)導(dǎo)入受體的腦中,這些細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元或伴行的膠質(zhì)細(xì)胞的可能性增加。
通常情況下,被移植的細(xì)胞打數(shù)百萬。但是在這科研項目中,科學(xué)家注入僅僅數(shù)千個神經(jīng)元前體和神經(jīng)母細(xì)胞的混懸液到鼠的下丘腦。以低侵襲性的方法(用一纖細(xì)的微量加液器其直徑僅數(shù)倍于單細(xì)胞),
約300納升細(xì)胞懸液被注入鼠下丘腦,
Czupryn醫(yī)生說:“這混懸液被導(dǎo)入嚴(yán)格定義的鼠的下丘腦區(qū)域,該區(qū)域測量長度約200-400微米。我們能夠定位精確是因為操作是在一獨特的高分辨率的超聲顯微鏡下引導(dǎo)(該設(shè)備在哈佛大學(xué))。它能讓我們進(jìn)行復(fù)雜的無侵襲的顯微植入且無以倫比的精確,就是因為我們能對腦部結(jié)構(gòu)以及所導(dǎo)入的微量加液器進(jìn)行高分辨率的影像掃描。
所有移植細(xì)胞均已標(biāo)記上熒光蛋白,這使跟蹤它們成為可能。操作完成后20多周,觀察顯示幾乎一半的移植細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂械湫托螒B(tài)的神經(jīng)元,產(chǎn)生了正常神經(jīng)元特征性蛋白。通過應(yīng)用研究技術(shù),或許能顯示在大腦中心區(qū)域且功能為控制饑餓和飽脹的腦組織內(nèi)部,缺損的多類型神經(jīng)元被修復(fù)的全過程。而且新的神經(jīng)元已經(jīng)形成突觸,并與腦部其他神經(jīng)元發(fā)生聯(lián)系,以及能對?C素、血糖、胰島素水平改變產(chǎn)生正常的反應(yīng)。
重建了鼠下丘腦的正常功能的終的證據(jù)是通過測量體重和血液代謝指標(biāo)獲得的。與遺傳缺陷障礙鼠這一對照群體不同,移植神經(jīng)元的鼠體重類似正常鼠體重,且逆轉(zhuǎn)異常改變的血代謝性指標(biāo)也能被觀察。
Czupryn總結(jié)到:“至今,對于移植細(xì)胞到大腦,許多嘗試已經(jīng)被描述在文獻(xiàn)中。我們的結(jié)果已經(jīng)顯示移植非常少的神經(jīng)母細(xì)胞和神經(jīng)元祖細(xì)胞能重建毀壞的腦組織區(qū)域和影響整個機(jī)體組織。我們的結(jié)果顯示可能植入新的、功能正常的神經(jīng)元,它就能很好地與周圍神經(jīng)組織結(jié)合并重建缺失的腦功能。而且這種方法顯示是低侵襲性和安全,因為它不導(dǎo)致腫瘤形成。”
哈佛大學(xué)和Nencki研究所的研究團(tuán)隊所獲得成果明確了一個有希望的研究方向,能導(dǎo)致新的修復(fù)方法的產(chǎn)生。這項新方法有助于,如減少卒中后遺癥或者提高帕金森(一種明確腦區(qū)域的功能障礙疾?。┑闹委熕?。但是科學(xué)家強(qiáng)調(diào):基于他們的思路所產(chǎn)生的治療手段在應(yīng)用在臨床、醫(yī)院前,還需要數(shù)年實驗、研究和監(jiān)測。