研究人員利用皮膚細胞充實帕金森病治療方案

新研究表明,成人皮膚細胞被製成類似於胚胎幹細胞的分化方式,可能逆轉神經損傷

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麻省理工學院 (M.I.T.) 的科學家報告稱,他們使用來自成年小鼠的皮膚細胞(他們將這些細胞重新程式設計以使其表現得像胚胎幹細胞)消除了大鼠的帕金森病症狀。

麻省理工學院小組是去年建立類似胚胎的幹細胞的三個團隊之一,他們透過將四個基因引入成年小鼠皮膚細胞。 然後,他們使用所謂的誘導多能幹細胞(IPS 細胞)來逆轉小鼠版本的遺傳疾病鐮狀細胞貧血,這種疾病導致通常呈圓形的紅細胞形成鐮刀狀,從而阻礙血液流動。 關鍵是胚胎幹細胞能夠分化成體內其他型別的組織,而成體幹細胞只能產生它們來源的那種組織。

研究合著者,麻省理工學院的博士後生物學家 Marius Wernig 在美國國家科學院院刊上報告說,這是科學家首次成功地操縱此類細胞整合到腦組織中並逆轉神經退行性疾病造成的損害。

該團隊最初在實驗室中製備了 IPS 細胞,然後將它們注射到子宮內發育中的小鼠的腦腔中。 注射九周後,在動物出生很久之後,科學家檢查了它的大腦,以檢視他們用熒游標記標記的細胞去了哪裡。 “它們遍佈各處,並且在電學上是整合的,”團隊負責人 Rudolf Jaenisch 說,他是麻省理工學院懷特海生物醫學研究所的生物學教授和研究合著者。 “它們看起來確實是功能細胞。”

接下來,該小組將一種名為 6-羥基多巴胺的毒素注射到成年大鼠大腦一側,這種毒素優先殺死產生神經遞質多巴胺的神經元。 該溶液的目標是每隻動物的紋狀體,這是一個參與運動控制的大腦區域;正是該區域產生多巴胺的神經細胞在帕金森病期間死亡。 結果,大鼠開始出現平衡問題。 Jaenisch 說,當它們試圖行走時,“它們像地獄一樣旋轉”,因為它們身體的一側運動控制受到干擾。

在培養皿中處理 IPS 細胞以使其走上成熟為多巴胺能神經元的道路後,將這些細胞移植到患有帕金森病的大鼠大腦中多巴胺缺陷的半球中。 移植四個星期後,研究人員注意到九隻接受治療的大鼠中有八隻的轉圈行為減少了。 其中一隻甚至在受傷的大腦一側顯示出比正常一側更高的多巴胺活性,Jaenisch 說,這表明“這些 IPS 細胞也可用於產生可能具有治療價值的多巴胺能神經元的功能。”

但是,Jaenisch 指出,“在將該程式應用於人類之前,還有許多問題需要解決”。 首先,科學家們尚未模仿帕金森病在小鼠和大鼠中的確切影響,因為這種疾病——估計每年影響 60,000 名美國人——非常複雜。 但也許最大的障礙是該技術也可能導致癌症。 原因:致癌基因是用於促使成體皮膚細胞轉化為類似胚胎的幹細胞的基因之一。 (重新程式設計過程已在沒有該基因的情況下完成,但它產生的 IPS 細胞要少得多。)此外,用於將基因運送到細胞中的逆轉錄病毒(它們在感染的細胞中複製其基因)也可能是致癌的。 科學家正在尋找一種更小的分子來替代它們。

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