美国索尔克研究所的弗雷德·盖奇(Fred Gage)团队近日在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了一项突破性研究:他们成功培育出携带少量人脑细胞的嵌合体小鼠,为研究帕金森病等神经退行性疾病提供了更接近人类生理的动物模型。研究团队将约10万个人类胚胎干细胞注射到14天大的小鼠胚胎脑中,这些细胞在发育过程中整合到小鼠大脑中,最终新生小鼠大脑中约0.1%的细胞为人脑细胞。尽管比例极低,但这些细胞能够与小鼠神经元形成突触连接,并表现出功能性电活动。
盖奇指出,这一结果表明人类干细胞注入小鼠脑内不会重组小鼠的大脑结构,但足以模拟人类神经疾病的某些病理特征。例如,在帕金森病模型中,人脑细胞可以表达α-突触核蛋白,并形成类似路易小体的聚集体。这种嵌合体模型为药物筛选和细胞替代疗法提供了前所未有的平台。然而,该研究也引发了伦理争议:由于小鼠与人类基因有97.5%的相似性,人兽细胞混合是否越过了道德边界?斯坦福大学医学伦理中心负责人戴维·马格努斯(David Magnus)表示,当前研究远未触及“人性化”的临界点,但需要持续关注。
这项研究克服了干细胞治疗中的关键障碍——确定最佳的细胞移植时机。盖奇团队发现,人类胚胎干细胞在注入小鼠大脑后,会根据周围微环境信号分化成相应的神经细胞类型,而非随机发育。这一发现为未来将干细胞移植到人类患者体内提供了重要参考。目前,尚无人类接受过胚胎干细胞注射,因为对这些细胞在人体内的成熟过程知之甚少。该嵌合体模型有望加速这一领域的临床转化。