在過去的五十年裡，像左旋多巴這樣的藥物一直是治療帕金森病的黃金標準。這些藥物可以緩解該疾病的運動症狀，但都無法治癒它。帕金森病患者繼續失去對大腦運動控制中心至關重要的多巴胺神經元。最終，藥物變得無效，患者的震顫加劇。他們會失去平衡，並且腿部會被一種使人衰弱的僵硬感所控制。
為了替換丟失的多巴胺神經元，科學家們已經開始研究幹細胞療法，將其作為一種潛在的治療方法甚至治癒方法。但胚胎細胞和成體幹細胞已被證明難以駕馭和移植到大腦中。
現在，斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的一項研究表明，有可能誘導大腦自身的星形膠質細胞——通常支援和滋養神經元的細胞——產生新一代的多巴胺神經元。據研究人員稱，重新程式設計的細胞顯示出天然多巴胺神經元的幾種特性和功能，並且可能改變帕金森病的病程。“你可以直接重新程式設計已經存在於大腦內部的細胞，並以一種可以改善神經系統症狀的方式改變其功能，”資深作者、卡羅林斯卡醫學院醫學生物化學教授歐內斯特·阿雷納斯說。他表示，以前，科學家們必須推動像神經元這樣的特殊細胞變成多能細胞，然後它們才能發育成另一種特殊型別的細胞。這就像必須擦除關於細胞應該如何發育以及應該做什麼工作的所有書面指令，然後再重新編寫所有指令。但阿雷納斯和他的團隊找到了一種方法，可以將指令轉換為另一組命令，而無需擦除它們。
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透過新增三種基因和一個小的 RNA 分子——分別為NEUROD1、ASCL1、LMX1A 和 miR-218——研究人員迫使星形膠質細胞直接轉化為多巴胺神經元。在培養中，一旦人類星形膠質細胞以這種方式成功重新程式設計，它們的外觀和行為就與正常的中腦多巴胺神經元完全一樣。重新程式設計的細胞長出了軸突，即與其他神經元建立連線的長纖維，發出電訊號並釋放多巴胺。
在小鼠身上，研究人員首先破壞了大腦某個部分的多巴胺神經元，以產生帕金森病模型。然後，他們將基因混合物注射到大腦中，並在小鼠在微型跑步機上行走時觀察它們。五週內，小鼠開始走得更直，它們的動作更加協調，姿勢也得到了改善。
今天發表在 自然生物技術 上的結果，為帕金森病開闢了一種新的治療方法。直接轉化已經存在於患者大腦中的星形膠質細胞可以消除尋找供體細胞的需要，並避免移植細胞的免疫抑制風險。這些療法還將產生參與正常細胞過程的蛋白質，因此與目前的藥物相比，可能不太可能引起副作用。“這就像幹細胞 2.0。這是下一代幹細胞治療和再生醫學方法，”非營利組織帕金森病基金會的副總裁兼首席科學官詹姆斯·貝克說，他沒有參與這項研究。* 據估計，一百萬美國人和全球超過一千萬人患有帕金森病。他指出，用重新程式設計的腦細胞替換他們丟失的多巴胺神經元可以使他們的運動症狀管理起來更容易得多。在疾病的晚期，人們不必每天服用八片或更多的藥丸，而是可以減少他們必須服用的藥物量，甚至可能減少到零。
但也有一些注意事項：“不幸的是，這不會阻止帕金森病的病程，”貝克警告說。如果患者隨著疾病的進展失去更多的多巴胺神經元，科學家或醫生可能不得不重複重新程式設計替代細胞的過程。而且這種疾病通常不僅僅影響多巴胺神經元。還有一系列非運動症狀伴隨帕金森病，包括認知障礙、抑鬱症、胃腸道併發症和自主神經功能障礙。“運動改善只是戰鬥的一半，”貝克說。
研究人員需要確保新增的基因混合物是標準化的，並在進一步的測試中產生強大的細胞。他們還需要驗證該過程是否會改變大腦中的其他細胞，然後才能準備好進行人體臨床試驗。到目前為止，只進行了一些小型胎兒和幹細胞移植試驗——並且結果好壞參半，貝克說。但儘管這種直接重新程式設計技術與基於幹細胞的療法並行開發，但它可能具有啟發性，並能從臨床試驗中改進，最終在未來十年取代幹細胞療法，他補充道。“這是對帕金森病治療未來發展方向的洞察。”
*編者注（2017 年 4 月 11 日）：此句子在釋出後經過編輯，以更新詹姆斯·貝克的職稱。