一项新的研究发现,神经干细胞可能能够在不转化为新的脑组织的情况下拯救垂死的脑细胞,至少在啮齿动物中是如此。加州大学尔湾分校的研究人员报告称,干细胞恢复了被设计为失去神经元的小鼠的学习和记忆能力,这种方式模拟了阿尔茨海默病、中风和其他脑损伤的后遗症。
研究人员期望干细胞转化为能够替换受损细胞的替代组织。但在此案例中,从14天大的小鼠大脑中提取的未分化干细胞并没有简单地取代已经死亡的神经元。相反,研究小组推测,移植的细胞分泌了保护性的神经营养因子,这些蛋白质通过阻止神经元诱导细胞凋亡(程序性细胞死亡)来促进细胞存活。相反,那些曾经命运不济的神经元加强了它们的相互连接并保持了功能。
加州大学尔湾分校的神经生物学和行为学教授,同时也是发表在《神经科学杂志》上的一项新研究的资深作者弗兰克·拉费拉说:“这里的主要含义是,干细胞可以帮助挽救由于细胞损失导致的记忆缺陷”。如果治疗益处确实仅仅归因于一种神经营养因子,那么就可以打开使用该蛋白质作为药物来恢复学习能力的大门。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
拉费拉的团队对小鼠进行了基因工程改造,使其海马体中的细胞丢失,海马体是大脑前部对短期记忆形成很重要的区域。这些小鼠在测试它们辨别笼子中的物体自上次访问以来是否被移动的能力时,失败的可能性大约是未改变的啮齿动物的两倍。
但是,当将大约200,000个干细胞直接注射到突变小鼠的海马体中,并在最多三个月后重新测试时,受伤的动物的表现与它们的正常同伴相当。
拉费拉的团队发现,在类似注射的健康小鼠中,干细胞(用绿色荧光染料标记)已经扩散到整个大脑。然而,在患病小鼠的大脑中,几乎所有细胞都聚集在海马体中。拉费拉解释说:“不知何故,在受损区域,有一种信号告诉干细胞留在局部。”
奇怪的是,研究人员发现,注射到大脑受损小鼠体内的干细胞中,只有大约5%成熟为成年神经元。然而,一直存在的那里的周围神经元已经与其他细胞长出了更密集的连接,这大概可以更好地传递信息和恢复功能。拉费拉说:“我们认为这是一种由[干]细胞分泌的神经营养因子。”他补充说,如果他的团队能够确定它,他们就可以回答这个问题:“是否可以将该物质[单独]提供给大脑并挽救记忆缺陷?”
耶鲁大学医学院精神病学和外科教授尤金·雷德蒙指出,这项新工作“当然做得很好。他们的结论与我们在帕金森病猴子身上的研究相似。”他指出,在他的研究中,有证据表明干细胞取代了丢失的神经元以及移植带来的其他好处。