基因治療有助于腦卒中后的功能恢復(fù)

一種新的基因療法將膠質(zhì)細胞——大腦中豐富的支持細胞——轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元，可以修復(fù)中風(fēng)造成的損傷，顯著改善小鼠的運動功能。一篇描述使用NeuroD1基因的新療法的論文發(fā)表在《分子治療》雜志的在線版上。一旦進一步發(fā)展，這種基于NeuroD1的基因療法可能用于治療中風(fēng)，中風(fēng)是美國殘疾的主要原因，每年新增80萬中風(fēng)患者。

賓夕法尼亞州立大學(xué)博士后研究的主要作者陳宇琛說：“目前，中風(fēng)的治療時間窗口非常短，通常在中風(fēng)后幾個小時內(nèi)?！昂芏嗷颊卟荒芗皶r得到治療，因此不可逆的神經(jīng)元丟失往往會導(dǎo)致永久性殘疾。迫切需要開發(fā)一種新的治療方法來再生新的神經(jīng)元，恢復(fù)中風(fēng)患者失去的大腦功能?！?

人腦大約有860億個神經(jīng)元。雖然輕微的中風(fēng)是可以忍受的，但涉及數(shù)十億神經(jīng)元的中度中風(fēng)會留下有害影響，而且不會自動恢復(fù)。

“因此，神經(jīng)再生領(lǐng)域尚未解決的關(guān)鍵問題是，我們?nèi)绾卧谥酗L(fēng)后再生患者大腦中數(shù)十億個新神經(jīng)元？“生物學(xué)教授、陳恩州立大學(xué)生命科學(xué)教授、研究團隊負責(zé)人陳功說?！贝竽X修復(fù)的最大障礙是神經(jīng)元無法自我再生。在過去的幾十年里，許多中風(fēng)的臨床試驗都失敗了，主要是因為它們不能再生足夠的新神經(jīng)元來補充丟失的神經(jīng)元。"

陳宮和他的團隊開創(chuàng)了一種利用神經(jīng)膠質(zhì)細胞再生功能神經(jīng)元的新方法，神經(jīng)膠質(zhì)細胞是一組圍繞大腦中每個神經(jīng)元的細胞，為神經(jīng)元提供必要的支持。與神經(jīng)元不同，神經(jīng)膠質(zhì)細胞可以自我分裂和再生，尤其是在腦損傷后。

陳功說：“我認為，將大腦中已經(jīng)存在的神經(jīng)膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化為新的神經(jīng)元，是補充丟失神經(jīng)元的最好方法?！斑@些神經(jīng)膠質(zhì)細胞是大腦中死亡神經(jīng)元的鄰居，可能擁有相同的祖先細胞譜系?！?

陳宮的研究團隊此前報道，在阿爾茨海默病小鼠的大腦中，單一遺傳神經(jīng)因子NeuroD1可以直接將膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元，但產(chǎn)生的神經(jīng)元總數(shù)有限。研究小組認為，這種有限的再生是由于用于將神經(jīng)D1傳遞到大腦的逆轉(zhuǎn)錄病毒系統(tǒng)。在目前的研究中，研究小組使用了AAV病毒系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)在是神經(jīng)系統(tǒng)基因治療的首選，并將NeuroD1遞送到中風(fēng)小鼠的運動皮層。

許多神經(jīng)元在中風(fēng)后死亡，但存活的膠質(zhì)細胞可以在中風(fēng)區(qū)域增殖并形成膠質(zhì)瘢痕。AAV系統(tǒng)被設(shè)計成在形成這些疤痕的神經(jīng)膠質(zhì)細胞中優(yōu)先表達NeuroD1，并直接將其轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元。這種直接的膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化技術(shù)不僅增加了卒中區(qū)域神經(jīng)元的密度，而且顯著減少了卒中引起的腦組織丟失。

有趣的是，新轉(zhuǎn)化的神經(jīng)元表現(xiàn)出與中風(fēng)后丟失的神經(jīng)元相似的特征。這表明局部神經(jīng)膠質(zhì)譜系對轉(zhuǎn)化神經(jīng)元身份的潛在影響。

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