神經(jīng)元“超級(jí)替補(bǔ)”讓失明小鼠恢復(fù)視力

一旦長(zhǎng)成就得用一輩子，即使有零部件用壞了，也幾乎沒(méi)有替換的可能，這就是人體的神經(jīng)系統(tǒng)。這種特性給人類帶來(lái)了無(wú)窮困擾：一些功能性損傷導(dǎo)致失明、癱瘓，某些退行性改變引發(fā)帕金森病、阿爾茲海默癥……最近，上?？茖W(xué)家利用最新基因編輯技術(shù)，挖掘出了神經(jīng)細(xì)胞變身“超級(jí)替補(bǔ)”的潛力，為神經(jīng)損傷、神經(jīng)退行性疾病的治療帶來(lái)了新曙光。昨天深夜，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志在線發(fā)表了上?？茖W(xué)家的這項(xiàng)成果。

這次，被科學(xué)家賦予“超級(jí)替補(bǔ)”潛力的是一類被稱為膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞。這類細(xì)胞數(shù)量眾多，平時(shí)主要工作就是為神經(jīng)元提供營(yíng)養(yǎng)，相當(dāng)“清閑”?！昂尾粡牟∪松眢w中抽調(diào)一部分膠質(zhì)細(xì)胞，讓它們變身成能夠承擔(dān)更重要工作的神經(jīng)元細(xì)胞呢？”五年前，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員楊輝萌生了這個(gè)想法。

現(xiàn)實(shí)生活中，想要為被損毀或過(guò)早退化的神經(jīng)元找到“替補(bǔ)”太困難了：使用胚胎干細(xì)胞有倫理問(wèn)題，使用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞太容易誘發(fā)腫瘤，直接移植神經(jīng)細(xì)胞易產(chǎn)生排異且存活與整合也會(huì)有問(wèn)題……“如果尋找‘替補(bǔ)’的想法可以實(shí)現(xiàn)，將會(huì)造福上千萬(wàn)患者?！睏钶x舉例說(shuō)，很多眼疾，如青光眼、缺血性視網(wǎng)膜病，都會(huì)使視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞死亡，這會(huì)導(dǎo)致永久性失明。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅青光眼致盲人數(shù)在全球就超過(guò)一千萬(wàn)。

這在全球也是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的領(lǐng)域，擅長(zhǎng)基因編輯技術(shù)的楊輝研究組探索出了一條獨(dú)特路徑：他們從國(guó)外科研報(bào)道中發(fā)現(xiàn)了一種小巧的RNA編輯工具，可以比較安全地進(jìn)入生物體內(nèi)進(jìn)行基因編輯，從而讓膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變成多能干細(xì)胞，再重新分化成科學(xué)家需要的神經(jīng)元細(xì)胞。

該論文共同通訊作者、中科院腦智卓越中心博士后周海波介紹，他們首先在體外細(xì)胞中設(shè)計(jì)了特異性標(biāo)記穆勒膠質(zhì)細(xì)胞及其表達(dá)CasRx系統(tǒng)（一種基因編輯系統(tǒng)），再將所有元件“打包”注射到因視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞受損而永久性視力損傷的小鼠視網(wǎng)膜下。大約一個(gè)月后，他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，失明小鼠重新有了光感——這意味著由穆勒膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化而來(lái)的視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞可以像正常細(xì)胞那樣對(duì)光刺激產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)，而且還通過(guò)視神經(jīng)與大腦中的正確腦區(qū)建立了功能性聯(lián)系，把視覺(jué)信號(hào)傳輸?shù)搅舜竽X。

在帕金森病小鼠模型中，該技術(shù)同樣獲得了成功。帕金森病主要由大腦黑質(zhì)中的多巴胺神經(jīng)元死亡缺失導(dǎo)致。這次，科研人員看中了在黑質(zhì)下游腦區(qū)紋狀體中的星形膠質(zhì)細(xì)胞，將其中一部分轉(zhuǎn)分化成為多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞，成功彌補(bǔ)了黑質(zhì)中失去的多巴胺神經(jīng)元的功能——帕金森病小鼠的運(yùn)動(dòng)能力出現(xiàn)了明顯改善。

《細(xì)胞》雜志審稿人認(rèn)為，這項(xiàng)研究“給出了一個(gè)優(yōu)雅而令人振奮的案例”“展現(xiàn)出了一個(gè)全新的視角，并可能廣泛應(yīng)用”。中科院院士、中科院腦智卓越中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明表示，將盡快推進(jìn)該研究進(jìn)入非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，“若同樣取得顯著效果，將讓人們看到更多臨床應(yīng)用的希望”。(生物谷Bioon.com）

小編推薦會(huì)議  2020（第十一屆）細(xì)胞治療國(guó)際研討會(huì)

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