斯坦福大學的研究人員已經誘導參與視覺的腦細胞再生並建立功能性連線，這有助於顛覆傳統的教條，即哺乳動物的腦細胞一旦受損就永遠無法修復。這項工作是在視力受損的小鼠身上進行的，但這表明，人類的疾病，包括青光眼、阿爾茨海默病和脊髓損傷，可能比長期以來認為的更易於修復。
已知青蛙、魚類和雞可以再生腦細胞，之前的研究也提供了哺乳動物也可能再生的線索。斯坦福大學的科學家說，他們的新研究證實了這一點，並表明，雖然只有不到 5% 的受損視網膜神經節細胞再生，但這仍然足以改變小鼠的視力。“大腦非常擅長應對剝奪的輸入，”領導這項工作的斯坦福大學神經生物學家安德魯·休伯曼說。“這項研究還支援這樣一種觀點，即我們可能不需要再生系統中所有的神經元就可以獲得有意義的恢復。”
其他研究人員稱讚了這項研究，該研究於週一發表在《自然神經科學》上。“我認為這是朝著我們真正可以再生視神經的目標邁出的重要一步，”約翰霍普金斯大學的眼科教授唐·扎克說，他沒有參與這項研究。他稱之為“又一個跡象表明，有可能將這種能力帶回人類”。
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早期的研究表明軸突——從神經元延伸並傳導訊號的長臂——可以以這種方式再生，但斯坦福大學的研究是第一個證明這種程度的再生和視覺恢復的研究，扎克說，他也是約翰霍普金斯干細胞和眼部再生醫學中心的聯合主任。該研究表明，再生的軸突可以沿正確的方向生長，形成恢復功能所需的連線。“它們基本上可以記住它們的發育歷史並找到回家的路，”休伯曼說。“這是神經再生領域下一個重要的里程碑。”
他的團隊還發現了一種新穎的雙管齊下的方法來觸發這種再生。一旦哺乳動物中樞神經系統的細胞成熟，它們通常會關閉“生長開關”，並且永遠不會再次生長。研究人員使用基因操作來重新開啟這個開關——啟用所謂的“哺乳動物雷帕黴素靶點”（mTOR）訊號通路，這有助於刺激生長——然後他們鍛鍊受損的眼睛，透過向小鼠展示移動的高對比度條紋來使其工作。“當我們結合這兩種——分子詭計和電活動時，我們看到了這種令人難以置信的協同效應，”休伯曼說。“神經元的生長距離巨大——比它們通常的生長速度長 500 倍且更快。”研究人員發現，遮住小鼠的好眼並迫使其只用受損的眼睛看條紋特別有幫助，類似於斜視兒童只允許使用較弱的眼睛來改善的方式。
這種生長啟用和視覺輸入的結合是最初刺激腦細胞生長的原因，因此兩者都需要再生是有道理的，華盛頓大學的眼科教授拉塞爾·範·格爾德說，他沒有參與休伯曼的研究。“這表明，在發育過程中大腦和眼睛之間發生的對話……可以透過適當的視網膜細胞生長因子和大腦可以利用的活動模式的組合來恢復。”
該研究的共同作者、波士頓兒童醫院的神經學家何志剛說，腦細胞不能透過一個簡單的過程再生，他並不感到驚訝。“如果你想想過去 50 年醫學界發生的事情，”他說，“幾乎所有有效的治療都不是單一治療，而是組合治療。我認為這將是我們領域的趨勢。”
研究人員透過病毒傳遞的靶向基因療法來翻轉小鼠的細胞生長開關，但據何說，可能還有其他更簡單的方法——例如藥片——最終在人類身上做同樣的事情。他指出，類似的雙管齊下的方法尚未準備好用於人類患者，並補充說，為了重新佈線視覺，人類視網膜細胞也必須比小鼠生長得遠得多。“人類視神經必須在釐米級的尺度上再生，而不是在毫米級的尺度上再生，”他解釋說。
扎克說，斯坦福大學的團隊之所以能夠取得這一進展，部分原因是休伯曼之前的研究，他多年來一直在開發識別和標記視覺系統中不同型別細胞的方法。其他研究也顯示出一定程度的再生，但這項研究首次能夠量化再生的數量並跟蹤其靶標特異性。“這表明提前開發工具可能非常強大，”扎克說。
與 mTOR 通路一起開發這項工作的何說，他還不確定這項新知識將如何使人類患者受益。研究人員將不得不繼續探索該方法的優缺點，以弄清楚如何最好地將其用於患者。“以前，對於視網膜神經或其他腦細胞的損傷無能為力，”何說，他的實驗室研究視網膜和脊髓損傷。“現在，我們需要考慮哪種型別的患者最有可能從治療中受益。”
休伯曼說，他希望這項工作可以在幾年內幫助患有早期青光眼的人避免導致失明的退化。“在許多情況下，可以透過增強視網膜神經節細胞的神經活動來潛在地治療青光眼，”他說。
斯坦福大學的研究還表明，其他腦細胞有朝一日可能會被誘導進行自我修復，休伯曼說，這可能會在脊髓損傷後恢復一些運動，逆轉與記憶相關的疾病（如阿爾茨海默病），並最大限度地減少自閉症的社會缺陷。“它與脊髓損傷和其他形式的神經再生的相關性令我們興奮，”他說。