植入的神经干细胞移植在脊髓损伤中显示出功能性

使用干细胞来恢复由于脊髓损伤(SCI)而失去的功能一直是科学家和医生的抱负。在美国，每年有近1.8万人患有脊髓损伤，另有29.4万人患有脊髓损伤，通常涉及某种程度的永久性瘫痪或身体功能减弱，如膀胱控制或呼吸困难。

在2020年8月5日发表的一项新研究中细胞干细胞美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员日前成功植入了高度专门化的神经干移植物细胞直接进入脊髓损伤在老鼠身上，然后记录移植物是如何生长和填充受伤结合并模仿动物现有的神经网络。

直到这个研究,他说该研究的第一作者史蒂文•Ceto实验室的博士后研究员马克·h·Tuszynski医学博士,神经科学的教授和主任转化神经科学研究所加州大学圣地亚哥分校医学院的神经干细胞移植在实验室正在开发是一种黑盒。

尽管之前的研究，包括Tuszynski和他的同事发表的工作，已经显示了神经干细胞移植后脊髓损伤动物模型的功能改善，科学家们不知道到底发生了什么。

“我们知道受损的宿主轴突广泛生长到(损伤部位)，而且贪污神经元进而延伸出大量的轴突脊髓，但我们不知道移植物内部到底发生了什么样的活动，”Ceto说。“我们不知道宿主和移植物的轴突是否真的在进行功能性的连接，或者它们只是看起来像这样。”

Ceto, Tuszynski和他的同事利用最近的技术进步，使得研究人员可以用光而不是电来刺激和记录基因和解剖上定义的神经元种群的活动。这确保了他们确切地知道是哪个宿主和移植神经元在起作用，而不必担心电流通过组织扩散并产生潜在的误导性结果。

他们发现，即使在没有特定刺激的情况下，移植神经元也会自发地在不同的活动高度相关的神经元簇中放电，很像正常脊髓的神经网络。当研究人员刺激来自动物大脑的再生轴突时，他们发现一些同样自发活跃的移植神经元簇反应强劲，这表明这些网络从通常驱动运动的输入中接收功能性突触连接。感觉刺激，如轻触和掐，也激活了移植神经元。

Ceto说:“我们证明，我们可以通过刺激移植物轴突延伸到损伤部位，从而激活损伤部位以下的脊髓神经元。”“把所有这些结果放在一起，事实证明，神经干细胞移植具有自组装成脊髓样神经网络的非凡能力，这种神经网络在功能上与宿主神经系统整合。”经过多年的推测和推断，我们直接表明，脊髓损伤中神经元接力的每一个组成部分实际上都是功能性的。”

Tuszynski说，他的团队现在正在研究几种途径来增强干细胞移植的功能连通性，例如组织移植的拓扑结构来模仿正常脊髓的支架和使用电刺激增强宿主和移植神经元之间的突触。

而完美的结合干细胞Tuszynski说:“脊髓损伤的患者现在生活在脊髓损伤中，刺激、康复和其他干预措施可能还需要几年的时间。”“因此，我们目前正与监管当局合作，尽快将我们的干细胞移植方法投入临床试验。如果一切顺利，我们可以在十年内找到治疗方法。”

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