移植干细胞在大鼠脊髓损伤中的快速生长

基于之前的研究，加州大学的科学家们，圣地亚哥医学院和退伍军人事务部圣地亚哥医疗系统报告,来自人类诱导多能干细胞的神经元(iPSC),移植到大鼠脊髓损伤后细胞产生成千上万的轴突延长几乎整个长度的动物的中枢神经系统。

撰稿于8月7日早期在线版神经元加州大学圣地亚哥分校神经科学系的首席科学家Paul Lu博士及其同事说，人类诱导多能干细胞衍生的轴突通过损伤部位的白质延伸，经常穿透邻近的灰质，与大鼠神经元形成突触。类似地，大鼠的运动轴突穿过人类的iPSC移植物形成它们自己的突触。

所使用的诱导多能干细胞取自一位86岁的健康男性。

资深作者Mark Tuszynski博士说:“这些发现表明，内在的神经元机制很容易克服脊髓损伤造成的障碍，将许多轴突延伸到很长的距离，而且这些能力甚至在从非常老的人类细胞重新编程的神经元中仍然存在。”神经科学教授，加州大学圣地亚哥分校神经修复中心主任。

多年来，Tuszynski和他的同事们一直在逐步消除脊髓损伤必然导致永久性功能障碍和瘫痪的观念。早期的研究已经证明了这一点干细胞事实上，经过重新编程成为神经元的动物可以在受伤部位形成新的功能性回路，接受治疗的动物在一定程度上恢复了活动受影响肢体的能力。新的发现强调了基于ipsc的治疗的潜力，并提出了许多新的研究和有待解决的问题，如轴突是否可以被引导，它们将如何发展、功能和在更长的时间内成熟。

虽然神经干细胞疗法已经推进到临床试验，这项研究提出了关于太快转向人类疗法的警告，Tuszynski说。

“轴突向脊髓的许多区域，甚至深入大脑，产生了轴突错误定位可能产生的有害副作用的问题。我们还需要了解轴突形成的新连接是否长期稳定，以及是否植入人类神经干细胞在人类的时间框架内——几个月到几年——或更快地成熟。如果在人类的时间框架内达到成熟，可能需要几个月到几年的时间才能在人体临床试验中观察到功能的好处或问题。”

在最新的研究中，Lu, Tuszynski和同事们将86岁健康男性的皮肤细胞转化为诱导多能干细胞(iPSCs)，这种细胞具有成为几乎任何细胞的能力。在加州大学圣地亚哥分校桑福德干细胞临床中心主任Larry Goldstein博士的实验室的合作下，这些诱导多能干细胞被重新编程成神经元。随后，新的人类神经元被嵌入含有生长因子的基质中，并移植到两周大的细胞中脊髓损伤在老鼠身上。

三个月后，研究人员检查了移植后的损伤部位。他们发现了生物标志物，表明老鼠的脊髓中存在成熟的神经元和广泛的轴突生长，甚至延伸到大脑。轴突穿过伤口组织，穿透并连接现有的大鼠神经元。同样地，大鼠神经元将轴突延伸到移植的材料和细胞中。移植没有产生可检测到的肿瘤。

虽然在植入的人类细胞和大鼠细胞之间形成了许多连接，但没有发现功能恢复。然而，Lu指出，这些测试评估的是老鼠熟练使用手的能力。更简单的腿部运动分析也能显示出益处。此外，一些iPSC移植物含有可能阻碍新连接的有益作用的疤痕。继续研究寻求优化移植方法以消除疤痕形成。

Tuszynski说，他和他的团队正在试图确定修复脊髓损伤最有前途的神经干细胞类型。他们正在测试诱导多能干细胞、胚胎干细胞来源的细胞和其他类型的干细胞。

“95%的人类临床试验失败。我们正在尽我们所能找出最好的方法来翻译神经干细胞疗法脊髓受伤的病人。在信息不完整的情况下前进是很容易的，但是这样做的风险是另一个失败的临床试验的可能性更大。我们希望尽可能地确定最优的细胞类型和人类转化的最佳方法，这样我们就可以理性地向前发展，如果幸运的话，就能成功。”

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