图片来源:Science/EVA MEZEY博士,NINDS |
近年来,干细胞研究表明,干细胞具有显著的能力可以变成不同类型的细胞,即使在它们已经开始沿着特定的发育路径发展之后也是如此。科学家们对利用这种多功能性来修复受损的脊髓和大脑特别感兴趣。研究表明,移植到大脑中的神经干细胞会在整个器官中迁移,并显然会发育成存在于大脑中的细胞类型。另外的研究表明,即使是骨髓干细胞也可以变得像神经元一样——至少在培养中是这样。现在,今天发表在《科学》杂志上的两项新研究首次证明,骨髓细胞可以在活体动物中完成这一壮举。这项研究表明,骨髓可以为替换因中枢神经系统损伤或帕金森病等神经退行性疾病而丢失或受损的神经元提供现成的来源。
在第一项研究中,美国国家神经疾病和中风研究所 (NINDS) 的 Eva Mezey 及其同事将正常雄性小鼠的骨髓细胞移植到无法产生免疫系统细胞的新生雌性小鼠体内。移植四个月后,研究人员检查了雌性小鼠的大脑。令他们惊讶的是,研究人员在大脑的几个区域发现了明显来自移植细胞的神经元样细胞。(雄性来源细胞中的 Y 染色体充当天然标记。)似乎骨髓细胞到达大脑后,就转化成了神经元(上图;绿点表示 Y 染色体)。
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在第二项研究中,斯坦福大学的 Helen Blau 及其同事从成年小鼠身上提取了表达一种名为绿色荧光蛋白的标记物的骨髓,并将其注射到其他接受辐射以消除骨髓的成年小鼠体内。在那里,移植的骨髓细胞也进入了大脑的各个区域。此外,其中一些细胞长出了长长的纤维并产生了一种表明活性的蛋白质,这表明它们的功能类似于天然神经元。
Blau 表示,来自成年小鼠的骨髓产生神经元细胞表明,需要替换神经元的患者可以用自己的细胞进行治疗,而这些细胞不会被免疫系统排斥。然而,在骨髓细胞可以在人体中进行测试之前,研究人员仍有基本问题需要解决。例如,哪一部分骨髓细胞会发育成神经元仍有待确定。而且,骨髓来源的神经元是否完全正常地发挥功能尚不清楚。但是,这些新结果可能会刺激进一步的研究。NINDS 主任 Gerald D. Fischbach 评论说:“这些是非常重要的研究,做得非常细致,对脑部疾病和基础发育生物学具有明确的意义。”