玉泉医院帕金森病中心

相关阅读

光学基因技术用于干细胞移植研究

光学基因技术用于干细胞移植研究

利用一种光控制细胞活动开关的技术,科学家已经在帕金森大鼠体内观察到植入的神经元细胞与大脑融合并释放出了多巴胺。这个研究发表在2015年1月12日的Nature Biotechnology期刊上。

多巴胺是一种神经递质,起到协调身体运动的功能。在过去的20年里,研究人员一直在研究移植的治疗方法,希望移植多巴胺神经元到人脑并使得多巴胺水平恢复到正常水平来缓解帕金森病的症状。这个研究中一直存在一个困难,就是如何观察移植的神经元是否有效,它是否能有效的与其他脑细胞成功建立通信。

为了解决这个问题,斯隆-凯特琳癌症研究所的Lorenz Studer博士和Julius A. Steinbeck博士利用一个名为“可视基因”的技术来试图进行技术公关。这项可视基因技术可以利用光线对植入的多巴胺神经元的活动进行开、关控制。

在1998年美国总统乔治布什的批准下,威斯康辛大学开始了人类胚胎肝细胞的研究,这种干细胞能分化成不同类型的细胞类型。接下来,他们在干细胞中插入了一个对光线敏感的基因,并诱导它发展成为多巴胺神经元。结果是,当光线照射到细胞上,多巴胺停止分泌;关闭光线,则细胞恢复正常。研究人员将这些多巴胺神经元移植到PD大鼠模型中,这种大鼠多巴胺能神经元已经被摧毁并且产生了与帕金森病一样的运动障碍表现。

结论

  • 接受移植的PD大鼠,帕金森症状消失了,表明移植的细胞在分泌多巴胺;
  • 通过植入的光纤,发射光束到移植细胞上,从而关闭这些细胞的活动后,帕金森的运动障碍表现重新在大鼠身上出现;
  • 研究人员给大鼠注射阿朴吗啡,这种物质会提高大脑其他部位的多巴胺水平,并且关闭了移植的神经元,大鼠依然保持正常运动功能。这也证实了多巴胺与帕金森症状的相关性;
  • 实验中电生理显示移植的多巴胺神经元变为了大脑环路的一部分,它们能与其他神经元互相发送和接受信息,这一点非常像真正的多巴胺细胞。

清华大学玉泉医院神经调控中心解读

这是第一次使用“光学基因”技术来研究移植的神经元工作机制,虽然仅在大鼠模型中展开,但是提供了一个直接的证据:移植的神经元如何恢复运动功能并且与正常多巴胺神经元一样具有几乎一样的功能。

但是,干细胞移植的机理是非常复杂的,并不是我们想当然的一个逻辑:移植就能缓解帕金森病。这个研究中,多巴胺神经元被移植到了一个完全不同的脑区域,这与我们常规上了解的多巴胺缺失的区域完全不同。因此,这些新的神经元可以发挥作用并与其他脑功能区建立联系是非常不可思议的。不可否认未来干细胞移植有可能会成为治疗帕金森的方法,但是请记住——现阶段干细胞移植用于帕金森病患者的研究已经失败了,主要因为移植的细胞不能被很好的控制,实验患者出现了严重的异动。

尽管光学基因技术在实验中展示出了对多巴胺神经元的控制能力,但是这种疗法在干细胞移植治疗帕金森病的大前提下,仍然有非常多的困难,目前来说是不切实际的。这篇文章的实际意义在于可以为今后的移植研究注入一种新的技术手段,即“光学基因”。

YuQuanDbs.com - 2014 © 清华大学玉泉医院神经调控中心. 邮箱: service@yuquandbs.com. 京ICP备14037016号