中樞神經系統損傷後,能再生或修復嗎?“對話大腦”院士論壇裡,他們這麼回答……

中樞神經系統損傷後,能再生或修復嗎?“對話大腦”院士論壇裡,他們這麼回答……

圖說:“對話大腦”院士論壇第二期 主辦方供圖(下同)

“中樞神經系統損傷之後,是否擁有和面板、骨骼一樣的再生和修復能力?經典教科書告訴我們神經是不可再生的,但是在實際工作中,一部分病人遭受重大神經創傷之後,透過手術和康復鍛鍊,卻能夠逐步恢復到接近正常的神經功能狀態。”這是復旦大學附屬華山醫院院長毛穎教授在今天“對話大腦”院士論壇第二期的開場白。

中國科學院院士、暨南大學粵港澳中樞神經再生研究院院長、香港大學醫學院講座教授蘇國輝,索爾克生物研究所所長、遺傳實驗室教授魯斯狄·蓋治(Rusty Gage)圍繞這一話題,與線上線下近5萬名觀眾進行了分享和交流。

該論壇由天橋腦科學研究院(TCCI)與中國神經科學學會神經外科學基礎與臨床分會共同主辦。毛穎表示,這一論壇將長期舉辦,做成永不落幕的腦科學高階國際學術交流和科普講座。

 用人體細胞建模衰老

蓋治教授認為,衰老不僅是失去機體功能,還是罹患癌症、糖尿病和阿爾茨海默症的最大危險因素。阿爾茨海默症以及衰老是一種“多系統”紊亂,需要透過不斷了解不同系統相互交流的方式來解決這一難題。

中樞神經系統損傷後,能再生或修復嗎?“對話大腦”院士論壇裡,他們這麼回答……

圖說:魯斯狄·蓋治教授線上分享

蓋治教授介紹了探索模擬神經細胞衰老的體外模型之路。他的團隊獲取了0-89歲人類的面板細胞,並將這些細胞誘導成多功能性幹細胞(iPSCs),iPSCs曾被廣泛應用於衰老以及阿爾茲海默症的研究。然而,他們發現iPSCs誘導分化的神經元細胞,其“年齡特徵”完全被抹去了,因此並不適合進行神經元細胞衰老相關的研究。後來,團隊利用Ascl1和Ngn基因片段以及小分子強化方法,將年輕的或年老的面板成纖維細胞直接誘導成神經元細胞(iNs),發現iNs有效保留了人類細胞轉錄組的年齡特徵。同時,還證明了RanBP17蛋白是影響細胞衰老的關鍵因素。

在最新的研究中,蓋治教授團隊將阿爾茨海默症患者的成纖維細胞直接轉化為神經元細胞,建立了可以表徵衰老的神經元模型。他們發現來自於阿爾茨海默症患者的神經元細胞在表觀遺傳層面與正常人不同,而是與衰老過程所引起的表觀遺傳(不改變DNA序列的情況下就能影響基因的表達)變化更相似。相較於iPSC模型,神經元細胞模型在研究阿爾茨海默症和衰老機制時更具優勢,iNs的表觀遺傳特徵更能反映大腦在衰老過程中的不同階段。

幹細胞治療給脊髓損傷患者帶來希望

蘇國輝在現場分享了幹細胞治療脊髓損傷的研究成果。脊髓損傷是一種難恢復且致殘率極高的中樞神經系統損傷性疾病,目前尚無確切有效的治療方案。

中樞神經系統損傷後,能再生或修復嗎?“對話大腦”院士論壇裡,他們這麼回答……

圖說:中國科學院院士蘇國輝

蘇國輝介紹,幹細胞有全能幹細胞、多能幹細胞和單能幹細胞,作為人體各種組織細胞的祖細胞,它具有自我更新能力和分化潛能,可以分化成多種功能細胞,具有再生各種組織器官的潛在功能。隨著幹細胞治療技術的不斷髮展,脊髓損傷這一難治性疾病的治療有了新的希望。他在香港和昆明同步進行臍帶血細胞移植治療脊髓損傷的臨床試驗,慢性完全性脊髓損傷病人接受了脊髓內臍帶血單個核細胞(UCBMC)移植,結果發現UCBMC移植可以促進感覺功能恢復。患者在移植治療後,接受了3-6個月步行訓練,其中75%的病人能恢復到在少量人力協助下行走的水平,大部分病人的大小便控制功能也得到了一定程度的改善。此外,影像學分析顯示患者的脊髓纖維束得以再生。

蘇國輝表示,幹細胞可分化為神經元星形膠質細胞和少突膠質細胞,達到在結構和功能上的修復或替代,同時產生多種細胞外基質,填充脊髓損傷後遺留的空腔,為再生軸突提供支援物。目前,移植細胞有多種型別,而考慮到安全性,目前主要使用間充質幹細胞(如骨髓、臍帶、脂肪組織)。

蘇國輝介紹,間充質幹細胞具有有效的抗炎、神經營養和促進神經再生作用,能有效促進脊髓損傷後的運動功能和感覺功能修復。在食蟹猴脊髓損傷模型中,移植人脂肪間充質幹細胞後,它們的步態週期顯著恢復、纖維顯著增多,同時促進其神經再生,這證明了間充質幹細胞治療脊髓損傷的有效性。

新民晚報記者 郜陽