专访陈红:寻找ALS未来的希望

【字体: 时间:2015年03月24日 来源:生物通

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  近期的一项研究为ALS患者打开一扇新的窗户:来自华中科技大学同济医学院附属同济医院,威斯康星大学麦迪逊分校的一组研究人员构建了一种简单的小鼠模型,用以分析人源性星形胶质细胞是否能用于治疗一些神经系统疾病,其中就包括ALS。

  

生物通报道:ALS,也就是肌萎缩侧索硬化症,这是一种复杂的神经退行性疾病,在去年火爆的冰桶挑战之前,也许我们很多人都不知道这种疾病,也不了解相关的治疗进展,然而对于身患ALS的患者及其家人来说,基础医学和临床医学的各种进展就是他们全部的希望。

近期的一项研究也许将为这些ALS患者打开一扇新的窗户:来自华中科技大学同济医学院附属同济医院,威斯康星大学麦迪逊分校的一组研究人员构建了一种简单的小鼠模型,用以分析人源性星形胶质细胞是否能用于治疗一些神经系统疾病,其中就包括ALS。

领导完成这项研究工作的科学家之一是华中科技大学同济医学院附属同济医院的陈红(Hong Chen)副教授,她认为目前ALS治疗和基础研究还存在许多问题,其中“需要最先解决的问题包括早期病理机制是什么?级联反应的最上游的机制是什么?”而这项最新研究将能有助于研制靶向性更强的新药,这将为治疗许多神经退行性疾病奠定基础,为了更深入了解这项重要成果,生物通特联系了陈红,就读者感兴趣的问题请教了她。

生物通:这项重要的研究发现无论是在临床,还是基础研究方面都具有重要的意义,此前的不少研究表明,星形胶质细胞功能缺陷与多种疾病有关联,那么将星形胶质细胞移植进脊椎中,是否就能治愈相关的疾病呢?今后如果应用到临床,期间还需要哪些实验证明呢?

陈红:将星形胶质细胞移植进脊椎中,理论上是能治愈相关的疾病的,今后应用到临床,主要需要验证安全性及在大型动物方面的进一步实验。

生物通:在这项研究中,这些用于移植的细胞具体来说是什么细胞呢?它们具有哪些特点呢?其它细胞是否也具有类似的作用?小鼠的星形胶质细胞与人源性星形胶质细胞有什么区别吗?这种移植过程会产生排斥作用吗?

陈红:用于移植的细胞目前是理想的,没有伦理问题,没有免疫排斥问题的,又具有多项分化潜能的是可诱导的多潜能干细胞来源的各种细胞。对于临床应用最终应用的是患者特异性的细胞,不会用小鼠细胞。

生物通:我们知道,在成人中研究人类星形胶质细胞很困难,您的研究组在这方面可以说是做出了巨大的贡献,您认为这些操作,如诱导分化生成星形胶质细胞,移植星形胶质细胞等主要存在哪些困难?您是如何解决的呢?

陈红:诱导星形胶质细胞的困难是:分化周期较长,需要3个月才能得到星形胶质细胞,6个月才能获得纯的星形胶质细胞。

生物通:最后还希望能请教您一个科普性的问题:关于神经疾病,特别是近期备受关注的ALS,您认为这些疾病目前最需要,或者说应该最先解决的问题是什么呢?这项研究对于ALS等神经疾病意义重大,下一步您的研究组还会在这些方面做出哪些努力呢?

陈红:目前备受关注的ALS需要最先解决的问题是:早期病理机制是什么?级联反应的最上游的机制是什么?这些研究成果将能够使得我们研制靶向型更强的新药。iPSCs来源的神经干细胞既然能够置换脊髓内的星形胶质细胞,我们迅速地在大型动物上面进行这方面的治疗研究, 来寻找新的治疗途径。

下一步:我们一方面做新药筛选希望能找到对ALS有效的新药;另一方面,希望能开展一些iPSCs来源的神经干细胞移植治疗ALS的动物实验研究。


注:

星形胶质细胞(astrocyte)是大脑中最大的细胞群,这些细胞具有特殊的星形,核大呈圆形或椭圆形,染色较浅,胞质内有交织走行的神经胶质丝(neuroglial filament)。星形胶质细胞能通过调节细胞间隙的K+和神经递质浓度,来影响神经元的功能活动。因此,这种细胞对维持神经细胞微环境的稳定和调节代谢过程起重要作用。当中枢神经系统损伤时,星形胶质细胞迅速分裂增殖,以形成胶质瘢痕形式进行修复。

(生物通:王蕾)

原文摘要:

Human-derived neural progenitors functionally replace astrocytes in adult mice

Astrocytes are integral components of the homeostatic neural network as well as active participants in pathogenesis of and recovery from nearly all neurological conditions. Evolutionarily, compared with lower vertebrates and nonhuman primates, humans have an increased astrocyte-to-neuron ratio; however, a lack of effective models has hindered the study of the complex roles of human astrocytes in intact adult animals. Here, we demonstrated that after transplantation into the cervical spinal cords of adult mice with severe combined immunodeficiency (SCID), human pluripotent stem cell-derived (PSC-derived) neural progenitors migrate a long distance and differentiate to astrocytes that nearly replace their mouse counterparts over a 9-month period. The human PSC-derived astrocytes formed networks through their processes, encircled endogenous neurons, and extended end feet that wrapped around blood vessels without altering locomotion behaviors, suggesting structural, and potentially functional, integration into the adult mouse spinal cord. Furthermore, in SCID mice transplanted with neural progenitors derived from induced PSCs from patients with ALS, astrocytes were generated and distributed to a similar degree as that seen in mice transplanted with healthy progenitors; however, these mice exhibited motor deficit, highlighting functional integration of the human-derived astrocytes.

作者简介:

陈红

副主任医师,副教授。硕士生导师、医学博士。主攻再生医学临床前期治疗,擅长神经系统包括脑脑卒中、脑外伤、脊髓损伤、周围神经损伤的康复。

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