美国约翰霍普金斯大学医学院的科学家们利用胚胎干细胞成功恢复了瘫痪小鼠的肢体运动功能。研究表明,这些胚胎干细胞在瘫痪小鼠体内形成了新的神经连接。
科学家们认为,这项研究证明了干细胞移植疗法未来有望治愈人类瘫痪。虽然这一天可能还需要数年时间,但目前的证据比以往任何时候都更有说服力。
这项研究发表在《神经病学年鉴》(Annals of Neurology)上。与以往的研究不同,这次实验成功地使神经元与肌肉建立了功能性连接。之前的研究仅能利用干细胞疗法生成神经细胞。
要使肢体肌肉运动,大脑细胞必须通过位于脊髓中的运动神经元发送信号。脊髓中的运动神经元随后通过长纤维(轴突)将信号传递给肌肉,促使肌肉收缩。这一信号传递过程依赖于复杂的化学信号系统。
首席研究员Douglas Kerr博士和他的团队设计了一种神经混合物,促进了新的运动神经元网络的形成,从而恢复了大脑向肢体肌肉传递信号的能力。
科学家们通过向小鼠胚胎干细胞中添加视黄酸和sonic hedgehog蛋白,使其分化为运动神经元。这些新的运动神经元能够在脊髓中存活,并被植入瘫痪小鼠的脊髓中。
美国国家神经疾病和中风研究所的Naomi Kleitman表示,成年动物的脊髓中存在抑制轴突生长的蛋白质。为了克服这一障碍,研究人员添加了环AMP和罗利普兰,以阻止身体抑制轴突的生长。
通过使用类似“交通灯”的化学物质,研究人员成功引导了正确的轴突按照预期生长。在一只小鼠中,脊髓中生成了4100个新的运动神经元,其中200个离开脊髓,120个到达骨骼肌。研究人员表示,这些新形成的连接与健康小鼠的连接在形态上完全相同。
在15只瘫痪小鼠中,有11只恢复了肌肉功能和力量。研究人员认为,尽管仍需要进一步的研究,但这项研究可能标志着未来人类瘫痪治疗的突破。