只须往大脑海马区里打上一针,失忆的小鼠就变得聪明如昔。这可不是科幻电影里的画面,而是最近发生在实验室里的真实场景。针管里的神秘溶液中,含由人类胚胎干细胞转化而成的特定神经细胞。这些细胞注射到失忆小鼠大脑海马区后,两把失落已久的“钥匙”就会重新出现——它们掌管着学习和记忆功能的大门。 9 b3 \+ B6 M$ l: l- d _% |' K0 g$ @4 d# E% J4 O
+ F' A" h. Y8 H重启记忆按钮的是复旦大学长江学者奖励计划特聘教授、美国威斯康辛大学麦迪逊分校神经生物学系终身教授张素春领衔的科研团队。他们在最新一期的国际知名学术刊物《自然—生物技术》上,发表了研究成果。这意味着,距离阿尔兹海默症(老年性痴呆)等患者找回记忆与学习能力,又近了一步。5 x3 x) F- k4 Q
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“神经退行性疾病目前还没有有效的治疗方案,更别提治愈了。”50岁的张素春告诉中国青年报记者。他的研究团队第一次证明,人类胚胎干细胞可以转化为特定神经细胞,植入大脑后,能够弥补已经受损的神经元。 + l9 a" E2 ]- a% w% r& I# f( C! p+ B4 ~& \
全球以阿尔兹海默症为主的痴呆症患者共约3560万,中国80岁以上老人发病率为20%9 O6 o6 r& t7 h/ z( }8 \0 G
这场科学家寻找记忆的旅程,长达7年,一点儿也不像影视剧中描写得那么浪漫。久到频繁往返于中美之间的“空中飞人”张素春患上了慢性肠胃病,团队中的女孩从长发换成短发、年轻的姑娘已经变成孩子的妈妈。 5 g0 l) ~# X- j8 v5 v- T- ]+ K1 N" P0 x ], j' `- J9 B* u
“在医学治疗里,神经退行性疾病是最困难的。”论文作者之一、复旦大学上海医学院解剖与组织胚胎学系主任周国民作了个通俗的解释:大脑里的神经细胞错综复杂,就像一张网交织在一起,这些神经细胞不具备分裂能力,“死掉一个就少一个”。给学生上课时,他经常拿出两张图片,一张是邓小平,另一张是里根,“两个巨人,一个患PD(帕金森氏综合征),一个患AD(老年性痴呆症)”。; s; J# V h m! `, \
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据世界卫生组织统计,目前全球以阿尔兹海默症患者为主的痴呆症患者总数约为3560万,并以每年770万的速度增长。在我国,65岁以上的老年人发病率为5%,而每5个80岁以上的老人中,就有一个患者。 $ f1 x; c+ i4 o1 V- `9 Y5 c( Z: J+ C s# y3 D
论文第一作者、复旦大学上海医学院博士刘妍的爷爷到了80岁后,出现了一定程度的痴呆——他记不起前一天的事情,脾气变得暴躁,有时还会骂人、说胡话。为了照顾生活不能自理的爷爷,父亲很早就内退了。“我很有感触,老年性痴呆病人给家庭和社会都带来很大负担。”刘妍说。因此,当张素春让团队里的成员选择课题时,这个年轻的80后女孩选择了与学习记忆有关的研究方向。“社会老龄化程度越来越高,会有越来越多的人得这种病。”刘妍说。$ _: ?8 ~' `$ U* M8 h
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实际上,此前已有科学家通过解剖流产胎儿,获取了掌管学习和记忆的神经干细胞,再把它们植入到痴呆模型鼠的大脑海马区里,让它们恢复了学习记忆的功能。然而,这一实验始终面临着伦理悖论,如果想要用到临床治疗,就意味着要收集足够多的流产胎儿。“今天的细胞到明天就不新鲜了,但要在一天之内收集这么多的流产胎儿是很难的,特别是在欧美国家,根本就不可能。”刘妍说。* u, m& a1 u- Z5 }9 w+ x
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与此相比,科学家有了一个更加大胆的设想:如果可以用人类胚胎干细胞,一种具有发育成各种组织和器官能力的“万能细胞”,进行体外定向培养,就可以无限扩增,“想要多少就有多少,伦理问题也解决了”。2006年,张素春带着这群年轻人,开始帮一群小白鼠、更为一个垂暮的社会寻找重启记忆大门的钥匙。 ' z J" x) j* @7 q. c4 R7 ]3 J. S' q: A' f) c
一直在黑暗中摸索,现在终于找到了出口 * P6 a7 Y8 K" O' L% B代替人们接受治疗的,是实验室里患上痴呆症的小白鼠。它们被药物破坏了大脑内侧隔核区里的神经,其中,胆碱能神经元的变性、缺失与阿尔茨海默症、唐氏综合征的记忆缺失密切相关,GABA神经元则与精神分裂症、癫痫、抑郁症和成瘾等疾病相关。: g d; {: `/ B
7 u6 j! G% k9 B/ L, c" a这些神经元本来连接着海马区记忆中心的大门。如今,路已经断了。张素春希望借助人类胚胎干细胞,让记忆的钥匙重生。但在当时,对于大多数人来说,干细胞还是个新鲜的概念,把人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的日本科学家山中伸弥获诺贝尔奖也要再过6年。尽管张素春一直进行干细胞研究,可他的团队成员对此非常陌生。$ h2 v# G! U( x
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“干细胞是什么都不知道,怎么养也不知道。”论文作者之一、复旦大学上海医学院解剖与组织胚胎学系副教授马丽香说。当时,这位青年教师去美国培训了一个月,专门看人家怎么培养干细胞。光是研究针管里神秘溶液的“配方”,张素春的团队就花了两年多时间。$ O" Y% ^/ G& p! K. \# M