Cell：神经干细胞在严重性脊髓损伤位点上再生神经元轴突

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8 P4 b7 Y4 k3 K神经干细胞在严重性脊髓损伤位点上再生神经元轴突: t, g$ d7 L7 e# z8 B7 V! d2 ?- V
时间：2012-09-15 08:33:22 来源：生物无忧 作者：davidtower   f! Q8 e# ^8 W0 t+ S
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在一项研究中,来自美国加州大学圣地牙哥分校和VA圣地牙哥医疗系统(VA San Diego Healthcare System)的研究人员发现,神经干细胞在大鼠严重性脊髓损伤位点以一种惊人的程度再生轴突生长.他们的研究揭示在成体中枢神经系统损伤位点,神经干细胞能够存活下来,并且延伸轴突而形成新的功能性神经元继电器(neuronal relay).( ^8 A" [9 P& w, o# l: v; |

- c) m: ~3 p! k    这项研究也证实至少一些类型的神经中枢系统轴突能够克服一种在正常条件下抑制生长的环境而能够长距离生长.重要的是,来自不同物种的干细胞都表现出这些性质.相关研究结果于2012年9月14日在线发表在《细胞》期刊上,论文标题为"Long-Distance Growth and Connectivity of Neural Stem Cells after Severe Spinal Cord Injury".& r* A  X1 C% z7 V* u# `1 J- c
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纤维蛋白(fibrin)是一种在血液凝结中发挥着关键性作用的蛋白.研究人员将神经干细胞嵌入纤维蛋白基质(matrix of fibrin),其中这种基质掺杂着生长因子而形成凝胶.然后,将这种凝胶添加到大鼠体内完全切断的脊髓损伤位点.
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    论文通信作者、加州大学圣地牙哥分校神经科学系教授Mark Tuszynski博士说,"利用这种方法,在6个月之后,在损伤位点产生的轴突数量要比以前增加了200倍.轴突生长的长度也是之前任何研究中的10倍.重要的是,再生这些轴突能够导致显著性的功能改善."3 e/ X/ n# A) _( C
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    此外,在损伤位点上的成体细胞能够变成为神经干细胞,从而建立起一种新的继电器回路(relay circuit),而且这种回路能够在电学上进行测量.Tuszynski说,"通过刺激损伤位点上的四段椎节和记录三段椎节下的这种电刺激信号,我们检测到新的神经元继电器在损伤位点上形成."4 G1 J, x7 K* P" g
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    为了证实损伤修复背后的机制是由于新的神经元继电器的形成,当大鼠康复时,在神经元移植物上的脊髓被再次切断.这些大鼠丧失了运动功能,这就证实在损伤位点上,确实形成新的神经元继电器./ \) |" r- k2 P0 d& c& z+ B2 y  T6 Y
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    这种神经干细胞移植实验方法导致大鼠产生显著性的功能改善：按照21分行走评估标准(21-point walking scale),未接受治疗时,大鼠获得的分数只有1.5,在接受干细胞疗法之后,这种分数上升到7---这一分数表明大鼠能够移动受影响的脚中的全部关节.$ k! p/ Q9 G  h( N) C
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    随后,研究人员利用两种人干细胞系,也能够复制上述研究结果,其中一种干细胞系已被用于人肌萎缩侧索硬化症(ALS)的临床试验中.Tuszynski说,"我们利用人干细胞获得我们在利用大鼠干细胞时获得的相同研究结果."
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9 D& f9 Y, v& m$ X    这项研究使用绿色荧光蛋白(GFP),其中这种技术在此之前从没有被用来追踪神经干细胞生长.论文第一作者 Paul Lu博士说,"通过利用GFP标记这些细胞,我们能够观察到这些干细胞生长、变成神经元和生长轴突,从而向我们展示这些细胞完全能够生长,并与宿主神经元之间形成连接.这是非常激动人心的,这是因为这种技术之前(在神经干细胞上)没有被使用过."
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5 l$ p0 E. F( @    成体神经系统存在抑制物.这些抑制物在正常条件下维持复杂的中枢神经系统,从而能够阻止成体中枢神经系统中的细胞异常生长.这项研究清晰地表明神经干细胞能克服这些抑制物的作用.

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Long-Distance Growth and Connectivity of Neural Stem Cells after Severe Spinal Cord Injury
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Cell, DOI:10.1016/j.cell.2012.08.020
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8 ^: c$ S. A2 X; N( g$ a7 lhttp://www.cell.com/retrieve/pii/S0092867412010185