PNAS:将大脑免疫细胞转化为神经元有助于小鼠中风后的恢复

【字体: 时间:2023年10月20日 来源:AAAS

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  九州大学的研究人员发现,将大脑免疫细胞转化为神经元成功地恢复了老鼠中风样损伤后的大脑功能。这些发现表明,从免疫细胞中补充神经元可能是治疗人类中风的一个有希望的途径。

  

九州大学的研究人员发现,将大脑免疫细胞转化为神经元成功地恢复了老鼠中风样损伤后的大脑功能。这些发现发表在10月10日的《美国科学院院刊》上,表明从免疫细胞中补充神经元可能是治疗人类中风的一条有希望的途径。

当流向大脑的血液受到影响,导致神经元受损时,就会发生中风和其他脑血管疾病。康复往往很差,患者患有严重的身体残疾和认知问题。在世界范围内,这是需要长期护理的最常见原因之一。

“当我们割伤或折断骨头时,我们的皮肤和骨细胞可以复制来治愈我们的身体。但我们大脑中的神经元不容易再生,所以损伤往往是永久性的,”九州大学医学研究生院的中岛健一教授说。“因此,我们需要找到替代失去的神经元的新方法。”

一种可能的策略是将大脑中的其他细胞转化为神经元。在这里,研究人员专注于小胶质细胞,这是中枢神经系统的主要免疫细胞。小胶质细胞的任务是清除大脑中受损或死亡的细胞,因此在中风后,它们会移动到受伤部位并迅速复制。

来自九州大学医院的第一作者Takashi Irie博士说:“小胶质细胞丰富,正好在我们需要它们的地方,所以它们是转化的理想目标。”

在之前的研究中,研究小组证明,他们可以诱导小胶质细胞在健康小鼠的大脑中发育成神经元。现在,Irie博士和Nakashima教授,以及来自九州大学医学研究生院的讲师Taito Matsuda和Noriko Isobe教授表明,这种替换神经元的策略也适用于受伤的大脑,并有助于大脑的恢复。

为了进行这项研究,研究人员暂时阻断大脑右中动脉,在老鼠身上造成类似中风的损伤。大脑中动脉是人类中风的主要血管。一周后,研究人员对这些老鼠进行了检查,发现它们的运动功能出现了困难,而且大脑中纹状体区域的神经元明显减少。这部分大脑参与决策、行动计划和运动协调。

然后,研究人员使用慢病毒将DNA插入损伤部位的小胶质细胞中。这些DNA含有产生NeuroD1的指令,这是一种诱导神经元转换的蛋白质。在接下来的几周里,受感染的细胞开始发育成神经元,大脑中神经元丢失的区域减少了。8周后,新的诱导神经元成功地融入了大脑回路。

在感染后仅三周,小鼠在行为测试中表现出改善的运动功能。当研究人员移除新的诱导神经元时,这些改善就消失了,这为新转化的神经元直接促进恢复提供了强有力的证据。

“这些结果非常有希望。下一步是测试NeuroD1是否也能有效地将人类小胶质细胞转化为神经元,并确认我们将基因插入小胶质细胞的方法是安全的,”Nakashima教授说。

此外,在中风后急性期的小鼠中进行了治疗,此时小胶质细胞正在向损伤部位迁移和复制。因此,研究人员还计划看看小鼠在后期的慢性阶段是否也有可能恢复。

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