■記者 黃海華
在人類(lèi)成熟的神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元細(xì)胞一般不會(huì)再生，一旦死亡，就是永久性的。比如，視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞死亡導(dǎo)致永久性失明，多巴胺神經(jīng)元死亡導(dǎo)致帕金森癥。
日前，中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心楊輝研究組首次在成體中實(shí)現(xiàn)了視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的再生，恢復(fù)了永久性視力損傷模型小鼠的視力。研究人員還將膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化成多巴胺神經(jīng)元，消除了帕金森疾病的一些癥狀。該研究對(duì)于未來(lái)眾多神經(jīng)退行性疾病的治療有望提供一個(gè)新的途徑，相關(guān)論文北京時(shí)間4月8日晚在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。
用基因編輯工具重建視覺(jué)通路
眼睛和大腦中存在一套完整的視覺(jué)通路，而連接眼睛和大腦的神經(jīng)元就是視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。作為眼睛和大腦的唯一橋梁，視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞對(duì)外界的不良刺激非常敏感。
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)缺血性視網(wǎng)膜病、青光眼等很多眼疾都可導(dǎo)致視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的死亡。視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞一旦死亡就會(huì)導(dǎo)致永久性失明。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅青光眼致盲的人數(shù)在全球就超過(guò)1000萬(wàn)人。
如何在成體中再生出特異類(lèi)型的神經(jīng)元，一直是全世界眾多科學(xué)家努力的方向。2013年，有科學(xué)家在體外將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為一般的神經(jīng)元。從中受到啟發(fā)的楊輝和其博士后周海波開(kāi)始思考，能否轉(zhuǎn)分化為特定神經(jīng)元？體內(nèi)是否同樣有效？
楊輝研究組一直致力于開(kāi)發(fā)更高精度、更安全的新一代基因編輯工具，他們成功運(yùn)用RNA基因編輯工具，首次在成體中將視網(wǎng)膜穆勒膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化成視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，且該視神經(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)的電信號(hào)，與大腦中正確的腦區(qū)建立功能性聯(lián)系，將視覺(jué)信號(hào)傳輸?shù)酱竽X，恢復(fù)永久性視力損傷的模型小鼠的視力。
接下來(lái)將開(kāi)展靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
帕金森癥是一種常見(jiàn)的老年神經(jīng)退行性疾病。它的發(fā)生是由于腦內(nèi)黑質(zhì)區(qū)域中多巴胺神經(jīng)元的死亡，從而導(dǎo)致黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元不能通過(guò)黑質(zhì)——紋狀體通路將多巴胺運(yùn)輸?shù)酱竽X的另一個(gè)區(qū)域紋狀體。目前，全球有將近1000萬(wàn)人患有此病，我國(guó)約占一半。
為進(jìn)一步發(fā)掘膠質(zhì)細(xì)胞向神經(jīng)元轉(zhuǎn)分化的治療潛能，楊輝研究組證明該策略還能將紋狀體中的星形膠質(zhì)細(xì)胞非常高效地轉(zhuǎn)分化為多巴胺神經(jīng)元，并且證明轉(zhuǎn)分化而來(lái)的多巴胺神經(jīng)元能夠展現(xiàn)出和黑質(zhì)中多巴胺神經(jīng)元相似的特性。
在行為學(xué)測(cè)試中，研究人員發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)分化而來(lái)的多巴胺神經(jīng)元可以彌補(bǔ)黑質(zhì)中缺失的多巴胺神經(jīng)元的功能，從而將帕金森模型小鼠的運(yùn)動(dòng)障礙逆轉(zhuǎn)到接近正常小鼠的水平。比如，普通帕金森癥小鼠在密閉器皿里只會(huì)單手觸摸玻璃，在滾筒游戲中耐力也比較差，而具有轉(zhuǎn)分化多巴胺神經(jīng)元的帕金森癥小鼠不僅可以雙手觸摸玻璃，在滾筒游戲中也表現(xiàn)出了更好的耐力。
對(duì)于這一研究成果，一位審稿人認(rèn)為，通過(guò)把腦內(nèi)已經(jīng)存在的前體細(xì)胞直接轉(zhuǎn)分化為能夠整合以及延展軸突的神經(jīng)元，這個(gè)概念極其有價(jià)值。另一位審稿人則認(rèn)為，如何利用RNA基因編輯手段來(lái)達(dá)到治療的目的，這項(xiàng)研究給出了一個(gè)令人振奮的例子。
楊輝說(shuō)，要將研究成果真正應(yīng)用于人類(lèi)疾病的治療，還有很多工作要做。接下來(lái)，他們將繼續(xù)開(kāi)展靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，如果同樣有效，再進(jìn)入臨床試驗(yàn)會(huì)比較可靠。
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