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[【学科前沿】] 成人脑细胞仍可再生

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发表于 2008-2-4 17:17:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
科学家研究发现,成人脑细胞被植入实验鼠大脑后可生长出新的神经细胞。这一发现有望为寻找阿尔兹海默氏症等神经退化性疾病的新疗法铺平道路。  
    据英国《新科学家》杂志网站近日报道,美国佛罗里达大学的科学家将成熟的人脑细胞植入老鼠大脑后,发现它们能成功分化出新的神经细胞,并能分布到大脑的多个区域。同时,科学家还在培养液中成功使单个的成人脑细胞分化为几百万个新细胞。  
    进一步实验证明,人的成熟脑细胞可多次分化,并生成多种不同类型的特定细胞。这一研究结果首次表明,普通的人脑细胞也具有类似干细胞的自我更新能力。  
    科学家认为,他们的研究从理论上证明,可以提取单个的人脑细胞并用它来培育出足够多的脑细胞,以替换人脑中的任何细胞。通过这种新途径获得的人脑细胞,也许可被用来修复和更新阿尔兹海默氏症等患者的脑部受损组织。
    美国科学家首次发现,将成人脑细胞植入老鼠大脑后,可成功长出新的神经元,有助找出治疗老人痴呆症或帕金逊症等脑部病症的新方法。

  可望治愈老人痴呆症等  
  科学家一直认为只有人类干细胞才有重生的潜力,但美国佛罗里达州大学的科学家将成人脑细胞植入老鼠脑部后,这些细胞成功生出新的神经元,而且分布到大脑多个区域。此外,科学家亦成功在培养液中以单个成人脑细胞培殖出数以万计的新细胞,这些新细胞更分化成各种特定细胞。
  负责研究的科学家斯坦德勒认为:“理论上我们可从人类脑部中抽取一个脑细胞,培养足够的脑细胞后,替换脑部任何细胞。这个方法或可修补老人痴呆症或帕金逊症病者脑部受损的组织。”  
  英国伦敦帝国理工学院的帕金逊症专家德克斯特认为:“利用胎儿或胚胎组织复制新组织的方法,一直备受争议,能够避免就最好。现在我们可以利用人类脑细胞进行研究,捐赠脑细胞相当于捐赠心脏或肺部细胞一样。”

 癫痫症病人“灰质”中抽取  
  是次研究所用的成人脑部细胞由一些需要接受脑部手术的癫痫症病人捐赠,医生在病人脑部的“灰质”抽取部分脑细胞,这个部分的细胞不含干细胞。这些脑细胞放入培养液中,可生出一种神经前体细胞,这种神经前体细胞近似干细胞,但比干细胞更成熟。  
  斯坦德勒认为,这些神经前体细胞可能早存在于脑部的“灰质”中,在适当的环境之下,如植入老鼠的脑部后,便会倍增。另一个可能性是这些细胞在新环境下会“返老还童”,回复干细胞的阶段。  
  斯坦德勒说:“将来可望利用病人自己的脑细胞帮助其脑细胞重生,但目前我们仍未有办法控制脑细胞重生的情况,除非它们在正确的位置生长,否则是没用的。”他表示,有关技术亦可助测试新药物。
    佛罗里达大学McKnight大脑研究中心研究人员在8月16日电子版《Development》一篇文章中谈到:人类普通大脑细胞拥有与干细胞一样的自我更新能力。此项研究首次证明了人类普通脑细胞具有分化为不同类型细胞的能力。              
    在小鼠体内,研究人员能够使来自癫痫症患者的脑部成熟细胞分化出新的脑组织。并且,能够在培养基中诱发人类脑细胞产生大量的新脑细胞。推测:一个细胞开始分化周期以后,理论上能够不停地复制,直到细胞总数达到10+16。
    McKnight大脑研究中心常务董事Dennis Steindler说:“理论上,我们可以由单个人类脑细胞获得足够的脑细胞,以替换患者脑部的所有细胞。这个单细胞将是一个全新的人类脑细胞资源库,有望治疗帕金森氏症、阿尔茨海莫氏症、中风等脑部疾病,也许在几个月之后我们就会得到用于人脑移植的足够材料。”
    早在去年,研究人员即发表文章对体外培养的嗫齿类动物的干细胞样脑细胞复制神经发生(产生新的脑细胞)的过程进行了详细描述。最近研究结果进一步证实,人类普通脑细胞在细胞培养基中也可以产生不同类型的细胞。将取材于受过外科手术治疗的癫痫症患者脑部灰质(gray matter)区的细胞注入小鼠体内,这些人类脑细胞会在各部分脑区会有效结合在一起。
    当这些供体细胞遇到培养皿中的生长媒介(growth agents)后,会产生功能与神经祖细胞(neural progenitor)类似的细胞(神经祖细胞发育过程比干细胞的略长,但是有干细胞的自我复制和分化能力,能分化为不同类型脑细胞的)。甚至当这些注入小鼠的癫痫病人脑细胞绕过任何生长刺激物时,它们也能从周围组织中获得信号以产生新神经元。
    佛罗里达大学神经科学部研究生 Noah Walton说:“我们能够在培养皿中将这些普通的脑细胞转化为美丽的神经细胞,但是真正要解决的问题是怎样在大脑中将这些普通的脑细胞转化神经元,这将是一个长期艰苦的过程。我们发现在嗫齿类大脑中的一些成分能够将这些细胞转化为神经元。”
    研究人员推测,小量现有的祖细胞可能起源于脑部灰质,也可能是由于新环境内供体细胞 “衰老生物钟”(aging clock)倒转从而获得祖细胞或干细胞功能。
    斯坦福大学医学院神经生物学教授Ben Barres评论说:“研究证实小鼠大脑的相应组织可以引起细胞快速分化,并且这条理论对人类细胞也成立。这些细胞可以在动物模型中整合到组织中并且存活。现在需要解决的问题是,这些细胞在人类大脑中的任务是什么?它们能否长期存活并且修复回路?佛罗里达大学的研究工作向这些终极目的迈出了第一步。”
    研究人员说,这些细胞除了能够修复或者替代受损脑组织外,大量复制有助于检测新药的安全性和有效性。对这些细胞的遗传修饰可以使其产生神经营养因子(neurotrophins)物质帮助大脑存活。
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