培養皿中可獲成熟腦細胞 神經(jīng)系統疾病治療受益
上傳日期：2013-08-06 08:42:01 瀏覽次數：5726 次
通過(guò)對腦神經(jīng)細胞（神經(jīng)元）的研究，從而獲得老年癡呆癥、精神分裂癥和自閉癥等復雜神經(jīng)系統疾病的治療方法（或藥物），是當前國際生命科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。但此前研究者只能從死亡的患者身上獲取腦神經(jīng)細胞，大大影響了研究的質(zhì)量和效率。
華人科學(xué)家、賓夕法尼亞州立大學(xué)生物系教授陳功團隊的一項最新研究成果，找到了獲取神經(jīng)元的理想替代方法：基于一種開(kāi)拓性的新技術(shù)，通過(guò)對皮膚細胞的基因組重新編程和分化來(lái)獲取成熟的大腦細胞即神經(jīng)元。這一成果使得老年癡呆癥，精神分裂癥和自閉癥等復雜神經(jīng)系統疾病的研究更加安全有效。該研究成果日前發(fā)表在《干細胞研究》雜志上。
“這項研究的重要意義，是在培養皿中創(chuàng )造出與人類(lèi)大腦中自然生長(cháng)的神經(jīng)元功能非常接近的成熟人腦神經(jīng)元，用來(lái)進(jìn)行人腦疾病的研究”。陳功表示，此技術(shù)將來(lái)可以用于開(kāi)發(fā)基于病人自身基因和細胞信息的個(gè)性化治療方案。
此前，科學(xué)家們已可通過(guò)將病人的皮膚細胞基因組重編程而誘導出多功能干細胞。在此項研究中，陳功和他的團隊將人的誘導型多功能干細胞高效地分化成為成熟的人腦神經(jīng)元，其功能和大腦自身的神經(jīng)元非常接近?！霸诖竽X的自然環(huán)境中，神經(jīng)元總是和星型膠質(zhì)細胞有密切聯(lián)系，后者在大腦中含量很豐富，并且有輔助神經(jīng)元正常工作的功能。所以我們預測這種緊密的接觸對于干細胞分化的神經(jīng)元也應起著(zhù)重要的作用?！标惞φf(shuō)。
為證明這一設想，他們首先將誘導型多功能干細胞培養轉化成神經(jīng)干細胞，也就是有分化為神經(jīng)元潛能的干細胞。接著(zhù)，他們把這些神經(jīng)干細胞培養在由單層膠質(zhì)細胞組成的支持細胞層上，使得這兩種細胞能夠相互緊密接觸。
“我們發(fā)現這些培養在膠質(zhì)細胞上的神經(jīng)干細胞非常高效地分化成了成熟的神經(jīng)元，這些細胞的行為與單獨培養在培養皿中的神經(jīng)干細胞完全不同，就像星形膠質(zhì)細胞一直在給神經(jīng)干細胞加油，再告訴它們怎么做，并且幫助它們完成轉化為神經(jīng)元的使命?！标惞φf(shuō)。
為證明這些在膠質(zhì)細胞支持下成長(cháng)的神經(jīng)元的優(yōu)越性，陳功和他的博士研究生唐欣使用電生理記錄方法，證實(shí)了在膠質(zhì)細胞的支持下神經(jīng)元之間形成了更多的神經(jīng)突觸連接。在另一組實(shí)驗中，當把神經(jīng)干細胞培養在膠質(zhì)細胞上一周后，研究者們就發(fā)現新分化的神經(jīng)元已經(jīng)能夠發(fā)放動(dòng)作電位，即在大腦中所有神經(jīng)元都具有的快速電興奮信號。有趣的是，當把人類(lèi)神經(jīng)干細胞加入到事先培養好的小鼠神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )里時(shí)，“我們發(fā)現，僅僅一周內，人類(lèi)神經(jīng)元和小鼠神經(jīng)元之間就形成了很多的神經(jīng)突觸傳遞?！标惞φJ為，這些“突觸傳遞”的形成是因為神經(jīng)元與其臨近神經(jīng)元直接接觸，并釋放被稱(chēng)為神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)信號來(lái)調節鄰接神經(jīng)元的活動(dòng)。
“現在研究者可以從活著(zhù)的患者身上通過(guò)安全微創(chuàng )的方法取得皮膚細胞，并把它們轉化為大腦細胞來(lái)模擬此患者自身大腦細胞的活動(dòng)?！标惞φf(shuō)，通過(guò)這種方法，研究者能夠運用這些與患者自身大腦細胞極為相近的神經(jīng)元來(lái)研究某種特定藥物的影響，從而大大消除了在患者身上產(chǎn)生副作用的風(fēng)險。
“患者可以在不需要服用藥物的情況下用自身的類(lèi)似腦細胞進(jìn)行藥物實(shí)驗，從而實(shí)現低風(fēng)險的個(gè)性化治療方案?！保▉?lái)源：人民日報）
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