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羅格斯大學(xué)和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們創(chuàng)造出一種新技術(shù),未來(lái)可能幫助治療帕金森病和其他影響數(shù)百萬(wàn)人的毀滅性大腦相關(guān)疾病。
羅格斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系和化學(xué)與生化工程系特聘教授Prabhas V. Moghe表示,這種創(chuàng)新技術(shù)涉及將成人組織-衍生的干細(xì)胞在三維纖維"支架"或微小島狀物上轉(zhuǎn)化為人類神經(jīng)元。
這些裝載健康、有益的神經(jīng)元的支架,在被注入小鼠大腦后,能夠替換病變細(xì)胞。
"如果你能以一種模擬細(xì)胞如何在大腦中被配置的方式來(lái)移植這些細(xì)胞,那么就更可能使大腦與你所移植的細(xì)胞進(jìn)行溝通交流"Moghe說(shuō),"在這項(xiàng)工作中,我們通過(guò)為神經(jīng)元提供快速形成三維網(wǎng)絡(luò)的線索來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。"
在這項(xiàng)在線發(fā)表于《Nature Communications》的多學(xué)科研究中,羅格斯大學(xué)和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)討論了這種三維支架和它們潛在的廣泛效益。
神經(jīng)元或神經(jīng)細(xì)胞,對(duì)人體的健康和功能至關(guān)重要。人類大腦擁有約1000億個(gè)神經(jīng)元,作為信使在大腦和身體之間傳遞信號(hào)。
Moghe表示,他們所開(kāi)發(fā)的三維支架由微小的聚合物纖維構(gòu)成。數(shù)以百計(jì)的神經(jīng)元附著在這些纖維上并向外擴(kuò)張,發(fā)送它們的信號(hào)。這些支架大約100微米寬,與人類頭發(fā)的寬度大致相當(dāng)。
"我們獲得一整束這些島狀物,然后將它們注入到小鼠大腦中"他說(shuō),"這些植入大腦的神經(jīng)元生存得出乎意料的好。事實(shí)上,它們的生存狀況比該領(lǐng)域的黃金標(biāo)準(zhǔn)要好得多。"
這種支架技術(shù)所增加的細(xì)胞存活是其他方法的100倍以上,Moghe說(shuō)道。
這可能zui終幫助治療帕金森病、多發(fā)性硬化、肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)、阿爾茨海默病、脊髓和創(chuàng)傷性腦損傷以及腦震蕩,他說(shuō)。
這些疾病通常是由大腦細(xì)胞丟失引起的。例如,帕金森病是由產(chǎn)生多巴胺的腦細(xì)胞丟失而導(dǎo)致的。腦細(xì)胞丟失會(huì)導(dǎo)致手部、手部、腿部、下巴和面部顫抖,四肢和軀干僵硬,運(yùn)動(dòng)緩慢以及平衡和協(xié)調(diào)性損害。
接下來(lái)將是進(jìn)一步改進(jìn)支架生物材料,使科學(xué)家們能夠增加植入神經(jīng)元的數(shù)量。"我們能夠移植的神經(jīng)元越多,為疾病帶來(lái)的療法益處就越大"Moghe說(shuō),"我們想在盡可能小的空間里填充盡可能多的神經(jīng)元。"
想法是"創(chuàng)建一個(gè)不僅能高度運(yùn)轉(zhuǎn)而且能更好控制的非常密集的神經(jīng)元回路"他說(shuō),并且補(bǔ)充道,針對(duì)帕金森病小鼠的試驗(yàn)正在進(jìn)行中,查看它們能否獲得改善或恢復(fù)。
zui終,隨著研究推進(jìn),研究人員將會(huì)在人類中進(jìn)行研究。Moghe估計(jì)該技術(shù)推進(jìn)到人類測(cè)試需要10到20年。
開(kāi)發(fā)支架技術(shù)和在支架中重新編程干細(xì)胞是"非常辛苦的團(tuán)隊(duì)工作"他說(shuō),"我們已經(jīng)研究了許多年,還需要付出大量的汗水和辛勞。"