用人类干细胞衍生的神经元治疗癫痫

【字体: 时间:2014年11月10日 来源:生物通

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  最近,美国McLean医院和哈佛干细胞研究所的科学家们有新的证据表明,干细胞移植可能是一个有价值的策略,帮助那些抗癫痫药物不起作用的癫痫患者。相关研究结果发表在2014年11月6日的《Cell Stem Cell》杂志。

  

生物通报道:最近,美国McLean医院和哈佛干细胞研究所的科学家们有新的证据表明,干细胞移植可能是一个有价值的策略,帮助那些抗癫痫药物不起作用的癫痫患者。

相关研究结果发表在2014年11月6日的《Cell Stem Cell》杂志,McLean医院神经生物学副教授Sangmi Chung博士,将抑制癫痫发作的、人类胚胎干细胞衍生的神经元,移植到患有最常见癫痫的小鼠大脑中。在接受移植神经元的小鼠中,有一半的小鼠不再有癫痫发作,而另一半小鼠的癫痫发作频率显著下降。

Chung也是哈佛干细胞研究所附属教职工、哈佛医学院助理教授,她指出:“我们观察到,移植之后,人类神经元整合到癫痫患者大脑中。移植的神经元开始接收来自宿主神经元的兴奋性输入,转而产生抑制响应,逆转引起癫痫的极度活跃。”

在人类干细胞衍生的神经元移植后,小鼠表现出恢复,而细胞仍然成长为它们完全成熟的形式,这项研究类似于2013年加州大学旧金山分校发表的一项研究,当时科学家将胎儿小鼠的脑细胞移植到癫痫小鼠中。

虽然这些研究结果鼓舞人心,但是Chung指出,还需要一个过程来纯化神经元,所以只有那些已知抑制癫痫发作的神经元(称为中间神经元)才能被移植,在考虑用于人类治疗之前,需要完成进一步的灵长类动物研究。

她说:“因为胚胎干细胞能够分化成多种不同的细胞类型,甚至当我们将它们转化为神经元时,总是还会有其他类型的细胞。对于临床用途,我们需要确保细胞是安全的,无任何污染物。目前,我们正在研究不同的方法,专门提取中间神经元。”

全球有超过6500万人受癫痫发作的影响,癫痫可导致抽搐、意识丧失和其他神经系统症状。这种疾病的确切原因尚不清楚,但是据推测,中间神经元的数量减少可能是其中一个因素。

大多数癫痫患者可以通过抗癫痫药物得以治疗,这些药物包含抑制电症状的分子,类似于中间神经元的正常功能。但是大约有三分之一的人,对这些药物没有反应。患者可能选择让他们大脑的一部分切断,以控制症状。

Chung说:“这似乎是需要一种新疗法的领域。在开始这个项目之前,我是一名干细胞生物学家,主要对神经干细胞的发育感兴趣,但是当我开始了解癫痫时,我更有动力继续这项研究。”

(生物通:王英)

延伸阅读:华裔学者J. Neurosci:保持大脑干细胞供应的关键

生物通推荐原文摘要:
hPSC-Derived Maturing GABAergic Interneurons Ameliorate Seizures and Abnormal Behavior in Epileptic Mice
Summary: Seizure disorders debilitate more than 65,000,000 people worldwide, with temporal lobe epilepsy (TLE) being the most common form. Previous studies have shown that transplantation of GABA-releasing cells results in suppression of seizures in epileptic mice. Derivation of interneurons from human pluripotent stem cells (hPSCs) has been reported, pointing to clinical translation of quality-controlled human cell sources that can enhance inhibitory drive and restore host circuitry. In this study, we demonstrate that hPSC-derived maturing GABAergic interneurons (mGINs) migrate extensively and integrate into dysfunctional circuitry of the epileptic mouse brain. Using optogenetic approaches, we find that grafted mGINs generate inhibitory postsynaptic responses in host hippocampal neurons. Importantly, even before acquiring full electrophysiological maturation, grafted neurons were capable of suppressing seizures and ameliorating behavioral abnormalities such as cognitive deficits, aggressiveness, and hyperactivity. These results provide support for the potential of hPSC-derived mGIN for restorative cell therapy for epilepsy.

 

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