个体化脑细胞移植反转帕金森在猴子的症状

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员今天报告说，将猴子自身细胞培养的神经元移植到它们的大脑中，可以缓解帕金森症相关的衰弱运动和抑郁症状。

发表在杂志上的一项研究自然医学，华盛顿大学的研究小组描述了他们用诱导多能干细胞制成的神经元的成功细胞从猴子自己的身体。这种方法避免了灵长类动物免疫系统的并发症，并在治疗数百万人类帕金森患者的道路上迈出了重要一步。

威斯康星大学麦迪逊分校的神经学家张苏春(Su-Chun Zhang，音译)说:“在灵长类动物身上的这一结果是极其强大的，特别是在将我们的发现应用于临床方面。大脑细胞。

帕金森氏症会破坏大脑中产生多巴胺的神经元，多巴胺是一种大脑化学物质，在神经细胞之间传递信号。这种信号的干扰使肌肉协调甚至是简单的运动变得越来越困难，并导致僵硬、缓慢和颤抖，这些都是该病的标志性症状。患者——尤其是早期帕金森患者——通常会使用左旋多巴等药物来增加多巴胺的分泌。

威斯康辛大学麦迪逊分校威斯康辛国家灵长类动物研究中心的帕金森病研究人员玛丽娜·埃姆伯格说:“这些药物对许多患者都很有效，但效果并不持久。”“最终，随着疾病的进展和他们的运动症状恶化，他们又回到了多巴胺不足的状态，药物的副作用就出现了。”

科学家们曾尝试通过植入胎儿组织细胞来治疗晚期帕金森症，并取得了一些成功，但研究和结果受到可用细胞和患者免疫系统干扰的限制。张教授的实验室花了数年时间研究如何将病人的供体细胞拨回干细胞状态，在这种状态下，供体细胞可以生长成体内几乎任何一种细胞，然后再改变这种生长过程来制造神经元。

“这个想法很简单，”张说。“当你有干细胞时，你可以以一致的方式产生正确类型的目标细胞。当它们来自你想要的个体时贪污身体会识别并欢迎它们，把它们当成自己的。”

应用程序不那么简单。经过十多年的研究，这项新的研究开始了恒河猴几年前。他们给猴子注射了一种神经毒素——一种用于研究的诱发类似帕金森病的常见做法——Emborg的实验室每月对猴子进行评估，以评估症状的进展。

“我们通过观察和临床测试评估动物如何走路，他们如何抓住食物，他们如何与人们互动 - 以及我们测量多巴胺生产的宠物成像，”杰·突袭说。（宠物是正电子发射断层扫描，一种医学成像。）“我们想要类似于疾病成熟阶段的症状。”

在实时核磁共振成像的指导下，研究人员将数百万产生多巴胺的神经元和支持细胞注射到每只猴子大脑的纹状体区域，该区域被称为纹状体，可以在手术过程中使用。由于帕金森氏症对神经元的破坏作用，多巴胺被耗尽。

一半的猴子接受了由他们自己诱导的移植多能干细胞(称为自体移植)。其中一半接受了来自其他猴子的细胞(同种异体移植)。这让一切都不同了。

在6个月内，移植了自己细胞的猴子取得了显著的改善。在一年内，他们的多巴胺水平增加了一倍到三倍。

“自体动物开始更多地活动，”Emborg说。“以前它们需要抓住笼子才能站起来，现在它们移动得更流畅了，抓取食物也更快更容易了。”

接受同种异体细胞治疗的猴子没有表现出多巴胺的持续增加，肌肉力量或控制力也没有改善，而且大脑的生理差异是明显的。轴突是神经细胞自体移植物的细胞很长，并与周围的组织混杂在一起，向其他细胞传递电脉冲。

“它们可以在纹状体内自由生长并向外延伸，”张骞实验室的科学家、该研究的第一作者陶云龙(音)说。“在同种异体的猴子中，移植物被当做外来细胞免疫系统，它们被攻击以阻止轴突的扩散。”

缺失的连接使异体移植物与大脑的其他部分隔离开来，使它们失去了与肌肉管理以外的系统重新建立联系的机会。

“虽然帕金森症通常被归类为一种运动障碍，但焦虑和抑郁也是典型的，”Emborg说。“在自体动物身上，我们看到移植物的轴突延伸到与所谓的情感大脑有关的区域。”

类似于抑郁和焦虑的症状——对他人不感兴趣，甚至对自己喜欢的食物不感兴趣——在自体移植物生长后减轻了。同种异体猴子的症状保持不变或恶化。

研究结果很有希望，张博士希望很快就能将其应用于人类患者身上。特别地，张说，Tao在新研究中所做的工作帮助测量症状改善、移植物大小和由此产生的多巴胺之间的关系，为研究人员开发有效的人类移植物提供了一个预测工具。