基因治疗有助于中风后功能恢复

一种新的基因疗法将神经胶质细胞(大脑中丰富的支持细胞)转变为神经元，修复中风造成的损伤，并显著改善小鼠的运动功能。一篇描述这种使用NeuroD1基因的新疗法的论文发表在该杂志的网络版上分子治疗．一旦进一步发展，这种基于neurod1的基因疗法可能被用于治疗中风，中风是美国残疾的主要原因，每年有80万新的中风患者。

“目前的治疗中风时间窗口很窄，通常在中风发生后的几个小时内，”宾夕法尼亚州立大学博士后陈宇晨(Yuchen Chen)说。“许多患者不能及时接受治疗，导致不可逆转的神经元损失导致永久性残疾。迫切需要开发一种新的治疗方法来再生新的神经元并恢复中风患者失去的大脑功能。”

的人类的大脑大约有860亿个神经元。虽然轻度中风是可以忍受的，但涉及数十亿神经元损失的中度中风会留下不利影响，并且不会自动恢复。

宾夕法尼亚州立大学生物学教授、Verne M. Willaman生命科学教授、研究团队负责人龚陈说:“因此，神经再生领域仍未解决的关键问题是，我们如何在中风后在患者的大脑中再生数十亿个新的神经元?”“大脑修复的最大障碍是神经元无法自我再生。在过去的几十年里，许多中风的临床试验都失败了，很大程度上是因为它们都不能再生足够多的新神经元来补充失去的神经元。”

陈功和他的团队开创了一种新的方法来再生功能神经元神经胶质细胞，一群细胞围绕着大脑中的每一个神经元，为神经元提供必要的支持。与神经元不同，神经胶质细胞可以自我分裂和再生，尤其是在脑损伤后。

“我相信，将大脑中已经存在的胶质细胞转化为新的神经元是补充丢失神经元的最好方法，”龚晨说。“这些神经胶质细胞是大脑中死亡神经元的邻居，很可能共享相同的祖先细胞谱系。”

龚晨的团队此前报道，在患有阿尔茨海默病的小鼠大脑中，一种单一的遗传神经因子NeuroD1可以直接将神经胶质细胞转化为功能神经元，但产生的神经元总数有限。研究小组认为，这种有限的再生是由于用于将NeuroD1运送到大脑的逆转录病毒系统造成的。在目前的研究中，研究小组使用AAV病毒系统，这是目前神经系统基因治疗的首选，将NeuroD1传递到患有中风的小鼠运动皮层中。

许多神经元在中风后死亡，但存活下来的神经胶质细胞可以增殖并在中风区域形成神经胶质疤痕。AAV系统被设计成在形成这些疤痕的神经胶质细胞中优先表达NeuroD1，将它们直接转化为神经元细胞。这种直接的神经胶质-神经元转化技术不仅增加了脑卒中区域的神经元密度，而且显著减少了脑卒中引起的脑组织损失。

有趣的是，新转化的神经元显示出与中风后失去的神经元相似的神经元特性。这表明局部神经胶质谱系对转化神经元身份的潜在影响。

“这项研究最令人兴奋的发现是，新转换的神经元在激发重复动作电位方面功能完全，并与其他先前存在的神经元形成突触网络，”龚晨说。“它们还向正确的目标发送远程轴突投射，促进运动功能恢复。”

波多黎各大学教授Gregory Quirk领导的另一项合作工作进一步测试了基于neurod1的基因治疗在大鼠中风模型中。Quirk和同事们还发现，这种直接的神经胶质到神经元的转换技术可以挽救中风引起的认知功能缺陷。

“因为神经胶质细胞在大脑中无处不在，并且可以分裂再生，我们的研究提供了概念证明，即大脑中的神经胶质细胞可以作为青春之泉来再生功能新的神经元为大脑不仅可以修复中风，还可以修复许多其他导致神经元丢失的神经系统疾病，”陈宇晨说。“我们的下一步是进一步测试这项技术，并最终将其转化为临床有效的疗法，使全球数百万患者受益。”

---

---