干细胞研究的新进展

2002年11月11日消息：多年来科学家们一直梦想能够使用干细胞（一种在人体内能够分化成任何细胞类型的细胞）来替代帕金森病（Parkinson’s disease）、早老性痴呆症（Alzheimer’s disease）和肌萎缩性侧索硬化症（ALS，Lou Gehrig’s disease）等神经功能失常病人脑部、脊索等处受损的神经元细胞。但是要进行这种治疗一直存在很大的障碍：无论是从胚胎中还是从成人组织中获得的干细胞，都只有很少一部分能够在大脑和脊索等处分化成神经元细胞。而绝大多数干细胞都停止发育，或变成支撑性的神经胶质细胞，而不是所需要替代的神经元细胞。



现在德州大学Galveston医学分部（UTMB）的研究人员找到了使大多数移植到大鼠脑部和脊索的人体胚胎干细胞正常发育成神经元的方法，从而在使用干细胞进行中枢神经系统治疗方面取得了重大突破。



《自然-神经科学》杂志（Nature Neuroscience，12月期，11月11日网上发布）发表了Ping Wu、Yevgeniya Tarasenko、Yanping Gu、Li-Yen Huang、Richard Coggeshall和Yongjia Yu等人题为“移植到成年大鼠特定区域的人体胚胎干细胞发育成胆碱能神经元”（ Region-specific generation of cholinergic neurons from fetal human neural stem cells grafted in adult rat）的研究论文。他们用一种对神经发育非常重要的混合试剂对人体胚胎干细胞进行了预先处理，然后将细胞注入大鼠额叶前部皮层、中间隔膜和脊索等原本“不生成新神经元细胞”的部位。但是最后这些干细胞都发育成了神经元。而且，它们都形成了与中枢神经系统移植部位完全一致的神经元类型。



德州大学Galveston医学分部解剖学与神经科学助理教授吴博士说，“预先处理的化学试剂使这些干细胞处于中间可塑性阶段，然后当它们被注入体内、受到环境因子的刺激后就发育成为特定区域的神经元了。”



吴博士在德州大学Galveston医学分部获得了医学和神经内分泌学双博士学位，他花了两年的时间寻找使胚胎干细胞发育成胆碱能神经元（一种能够释放乙酰胆碱神经递质的神经细胞，也能在中枢神经系统和肌肉系统之间传递信号）的方法。吴博士说，“作为一个医学博士，我的最终目标是找到帮助神经系统疾病患者、大脑和脊索损伤病人的方法，早老性痴呆症、肌肉萎缩性体侧硬化症患者和大脑、脊索外伤病人的胆碱能神经元发生退化，但是到现在为止没有人能够从原代培养的干细胞中获得足够数量的胆碱能神经元细胞，而通过我们的这种方法能够从移植干细胞中得到55%以上的神经元细胞。”



吴博士的研究小组获得了Sealy & Smith基金会青年研究人员基金和康复研究所（TIRR）联合研究项目基金。他们将继续深入研究干细胞移植临床应用的可能性，从现在成功进行的大鼠研究扩展到脊索外伤和运动神经疾病的病人研究上。



吴博士说，“我们想看到与动物实验一样的结果，然后下一步就是看看这些神经元是否能够与目标细胞发生正常的联系。比如说，如果将运动神经元移植到脊索，它们能否将轴突纤维延伸到肌肉中去。然后我们要观察这些新形成的神经元能否释放神经递质，能否发挥正常的功能，长时程功能有没有恢复等等。另外我们还需要证明这些移植的干细胞不会形成肿瘤。最后我们才能讨论临床运用的重要性，着手进行正式的临床试验。如果我们能够成功地完成这些关键的研究工作，我们就可以考虑如何进行神经退行性疾病和大脑、脊索外伤的治疗工作了。”



消息来源：University of Texas Medical Branch at Galveston