来自美国纽约州脊髓损伤卓越研究中心(New York State Center of Research Excellence in Spinal Cord Injury)的研究人员利用干细胞技术,成功开发出一种能够促进大鼠脊髓损伤后神经再生和功能恢复的新方法。该研究成果发表于2006年4月27日的《Journal of Biology》杂志上,合作方还包括罗切斯特大学医学中心的研究人员。
研究人员证实,接受来自中枢神经系统的一种未成熟支持细胞移植的大鼠,其超过60%的感觉神经纤维获得了新生。更重要的是,超过三分之二的神经纤维在损伤后8天内于损伤部位全方位生长,这一结果显著优于此前的研究。接受这种干细胞移植的大鼠也在两周内恢复了正常行走能力。
研究团队将注意力集中在一种具有修复成熟神经系统能力的新型细胞上,从而在干细胞技术领域取得了重要进展。这些研究为人们提供了一种途径,能够操纵细胞按照预期方向分化,而不是简单地将干细胞送入受伤区域,寄希望于伤口环境能使其变成最需要的细胞类型。这项新研究改变了人们对干细胞治疗策略的思考方式。
这一技术突破是Margot Mayer-Proschel博士研究组多年刻苦钻研的成果。在实验室中,Mayer-Proschel和同事从胚胎中获取神经胶质干细胞,并诱导它们分化为一种特殊的支持细胞——星形胶质细胞。这种细胞能够为神经纤维的生长提供高度保护。随后,研究人员将这些星形胶质细胞(即胶质前体来源的星形胶质细胞,GDAs)移植到成年大鼠受损的脊髓中。GDA大鼠的恢复情况与接受未分化干细胞治疗以及未接受任何治疗的大鼠进行了比较。
结果显示,未接受GDA细胞移植的大鼠没有发生任何神经纤维再生,并且在手术后四个月仍然无法行走。实验证明,研究人员能够利用已知对星形胶质细胞发育至关重要的信号分子处理培养的前体细胞,使其沿着促进神经系统再生的途径分化。
这项干细胞移植研究的核心在于发现了能够胜任修复工作的合适细胞类型。GDA细胞通过向组织发送信号,以多种方式启动修复过程,包括抑制瘢痕组织形成、挽救大脑运动通路中的神经元以及连接损伤部位的受损组织。然而,研究人员也提醒,在这项新技术应用于人类之前,还需要进行更深入的研究。