确认ANCE治疗对成年猕猴初级运动皮质(M1)损伤后手部灵巧性功能恢复的增强效果
《Brain and Behavior》:Confirmation of the Enhancement Effect of ANCE Treatment on Functional Recovery of Manual Dexterity From Primary Motor Cortex (M1) Lesion in Adult Macaque Monkeys
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时间:2025年10月17日
来源:Brain and Behavior 2.7
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ANCE治疗显著提升恒河猴M1损伤后功能恢复,表现为第二个平台期,总恢复率达20%-40%。研究扩展了试点数据,验证了ance细胞移植对恢复的促进作用,并探讨其潜在机制。
本研究旨在进一步验证一种名为“自体神经细胞生态系统移植”(ANCE)的治疗方法在成年恒河猴中对运动皮层损伤后手动精细动作功能恢复的促进作用。此前的初步研究已经表明,ANCE治疗能够显著提升恒河猴在单侧手区运动皮层(M1)损伤后手动能力的恢复,尤其是观察到在治疗后约2-3个月出现第二次功能恢复平台,这与未经治疗的对照组形成了鲜明对比。为了加强这一发现,本研究引入了两只新的ANCE治疗猴以及一只新的对照猴,所有动物都接受了M1手区的损伤处理。通过扩大样本数量和采用更加标准化的实验流程,本研究希望更全面地理解ANCE治疗对功能恢复的潜在益处,并为未来在人类中开展临床试验提供支持。
在实验设计方面,研究人员使用了“改良Brinkman板任务”来评估手动精细动作的能力。该任务要求猴子使用对侧手从限制性槽中获取小食物颗粒,其中需要拇指和食指的精准对合(即精细握持)。这种测试方式不仅能够量化手动能力的恢复程度,还能揭示猴子在不同时间阶段的恢复模式。通过对比治疗组与对照组的表现,研究人员发现,接受ANCE治疗的猴子在首次恢复平台之后,大约经过2-3个月的时间延迟,再次出现了功能恢复的提升。而对照组猴子仅表现出一次恢复平台,未见第二次恢复的迹象。
在实验操作中,研究人员首先对猴子的M1手区进行了定位,使用了“内侧皮层刺激”(ICMS)技术,通过在脑皮层上植入慢性头室装置,引导微电极插入特定深度,以确定适合进行损伤的区域。之后,通过注射乙酰胆碱酯酶抑制剂(ibotenic acid)制造M1损伤。对于接受ANCE治疗的猴子,研究人员在损伤后约130天至220天之间,将自体神经细胞移植到M1损伤区域附近的未受损皮层组织中。在移植过程中,采用了符合“良好制造规范”(GMP)的高标准操作流程,以确保细胞的制备和移植过程的安全性和有效性。
研究结果显示,两只新的ANCE治疗猴在损伤后同样表现出第二次功能恢复平台,而对照组的猴子则没有这一现象。这一发现进一步支持了ANCE治疗在促进手动功能恢复方面的潜力。具体而言,治疗组的猴子在首次恢复平台的基础上,手动能力得到了额外的提升,从总得分来看,提升幅度在17%至27%之间,而从水平槽和垂直槽的得分来看,提升幅度在25%至46%之间。这些数据表明,ANCE治疗不仅能够改善猴子的手动能力,还可能促进更复杂的动作策略的恢复,例如在水平槽中使用更精确的抓取方式。
此外,研究还发现,接受ANCE治疗的猴子在第二次恢复平台期间,其行为策略发生了变化,例如在完成Brinkman板任务时,会采用更系统化的顺序来抓取食物颗粒。这种行为策略的改变可能与神经细胞的移植有关,也可能受到其他因素的影响,例如手术前的皮层活检。研究人员认为,这种行为策略的改变在一定程度上反映了神经系统的适应性和恢复能力,特别是在治疗后的时间窗口内,神经细胞可能通过促进局部神经回路的重建或增强神经可塑性,帮助猴子恢复更复杂的动作模式。
然而,本研究也存在一些局限性。首先,样本数量相对有限,尽管已经将样本数量从原来的2只扩大到4只,但与人类临床试验相比,非人灵长类动物的实验仍受到伦理和法规的严格限制。其次,研究中的细胞移植仅限于M1损伤区域附近的小到中等体积的损伤,对于更大范围的损伤是否能够产生类似的恢复效果,仍需进一步研究。此外,由于实验中涉及不同性别和年龄的猴子,性别和年龄可能对功能恢复的程度产生一定影响。例如,女性猴子可能比男性猴子恢复得更快、更完全,而年龄较大的猴子在恢复过程中可能表现出更多的代偿性动作。这些因素可能影响实验结果的普遍性,因此需要在未来的研究中进一步探讨。
从机制角度来看,研究人员认为ANCE治疗可能通过多种途径促进功能恢复。例如,移植的神经细胞可能通过建立新的神经连接、刺激局部神经回路的重建、增强神经元的可塑性或影响炎症反应等机制,来改善猴子的手动能力。此外,一些间接机制,如促进局部血管生成、改善髓鞘和胶质细胞的功能,也可能对功能恢复起到重要作用。尽管这些机制尚未完全明确,但研究结果为未来探索ANCE治疗的生物学基础提供了重要线索。
研究的结论表明,ANCE治疗能够显著提升成年恒河猴在运动皮层损伤后手动功能的恢复。这一发现不仅为理解神经系统的恢复机制提供了新的视角,也为开发新型神经修复疗法提供了实验依据。研究人员希望,基于本研究的结果,能够进一步推动在中风或帕金森病患者中的临床试验。目前,已有一些研究尝试将自体细胞移植应用于人类患者,这些研究显示了一定的潜力,但尚未达到大规模临床应用的阶段。因此,本研究为这一方向提供了重要的动物模型支持,并为后续的临床研究奠定了基础。
总体而言,这项研究通过引入更多的实验对象和更严谨的实验流程,进一步验证了ANCE治疗在促进运动皮层损伤后手动功能恢复方面的有效性。研究结果表明,这种治疗方法能够在特定时间窗口内显著提升猴子的手动能力,并可能通过多种生物学机制发挥作用。尽管仍存在一些限制,例如样本数量和损伤范围的局限性,但这些发现无疑为神经修复领域的研究提供了重要的参考,并为未来的临床应用指明了方向。研究团队也强调,未来的探索需要进一步扩大样本规模、深入研究细胞治疗的具体机制,并考虑性别和年龄等因素对治疗效果的影响,以确保ANCE疗法的广泛适用性和安全性。
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