研究人員在尋找一種可以恢復因中風、腦損傷和阿爾茨海默氏症(Alzheimer's disease)等疾病而失去的大腦功能的藥物方面向前邁出了一步。
賓夕法尼亞州立大學(Penn State University)的科學家們利用四種小分子的組合，將神經膠質細胞轉化為具有功能的神經元。
神經膠質細胞可以支持和保護神經元，神經元是執行大腦心理功能的細胞。
在一篇發表在《幹細胞》(Stem Cell)雜誌上的新研究論文中，研究人員描述了他們轉換的神經元在實驗室培養中如何存活了7個多月。
新的神經元也表現出像正常腦細胞一樣工作的能力。它們形成網絡，並利用電信號和化學信號相互通信。
神經膠質細胞損傷後增殖
賓夕法尼亞州立大學生物學教授、資深研究作者龔辰解釋說，當腦組織受損時，神經元不會再生。
“相反，”他補充說，“神經膠質細胞聚集在受損的腦組織周圍，在腦損傷後可以增殖。”
在他們的研究論文中，他和他的團隊解釋了神經膠質細胞如何形成疤痕來保護神經元免受進一步的傷害。
然而，由於它們的持續存在，膠質瘢痕也阻礙了新生神經元的生長和它們之間信號的傳遞。
該研究的作者指出，以前通過去除神經膠質瘢痕來恢復神經元再生的嘗試“收效甚微”。
陳教授認為，“恢復失去的神經元功能的最佳方法”是在接近死亡神經元的神經膠質細胞中生成新的神經元。
將星形膠質細胞重新編程成神經元
在之前的研究中，陳教授和他的團隊已經證明，用九種小分子按一定順序將一種叫做星形膠質細胞的膠質細胞“用化學方法重新編程”成神經元是可能的。然而，當他們探索如何將這種方法從實驗室應用到臨床時，他們意識到它太複雜了。
因此，這項新研究的目的是找到一種更小的分子組合，能夠以更直接的方式將星形膠質細胞重新編碼成功能神經元。
研究人員測試了數百種組合，直到他們發現了一種包含“四種核心藥物”的有效配方。
“通過使用四種分子，”第一項研究的作者、賓夕法尼亞州立大學生物學研究生陰九朝(音譯)解釋道，“它們調節了人類星形膠質細胞的四種關鍵信號通路，我們可以有效地將人類星形膠質細胞——多達70%——轉化為功能性神經元。”
研究小組還測試了從配方中去掉四種分子中的一種的效果。然而，沒有一種三藥配方比四藥配方更有效。事實上，最好的三種藥物組合比四種藥物組合的療效低20%。
僅使用其中一種分子不足以將星形膠質細胞轉化為神經元。
基因療法的簡單替代品
陳教授和他的同事們研究再生神經元已經有一段時間了。在轉向化學重編程之前，他們曾試驗過基因療法。
然而，他們得出的結論是，一種人均成本約為50萬美元的基因治療方法過於昂貴。此外，基因治療的實施需要複雜、先進的技術和專業知識。
陳教授解釋說，這種化學編程方法的主要優勢是“一種含有小分子的藥丸可以在世界各地廣泛分佈，甚至可以在沒有先進醫院系統的情況下到達農村地區。”
此外，他和他的團隊還發現，將這四種藥物注射到成年老鼠體內，可以增加海馬體中新腦細胞的生成。海馬體是大腦中負責記憶的區域。
未來還有很多工作要做
該研究的作者指出，這些發現只是朝著藥片的神經元再生邁出了一步。在開發正確的配方方面仍有許多工作要做，特別是在小分子的“包裝和運送”方面。
除了確認它們的有效性，研究人員還需要研究這些藥物的副作用和安全性。
然而，他們有信心，他們的新四種藥物配方有一天將實現其作為一種直接治療那些因腦損傷、中風和阿爾茨海默氏症(Alzheimer’s disease)等神經退行性疾病而喪失神經功能的人的潛力。
“我的終極夢想是開發一種簡單的藥物輸送系統，就像藥片一樣，幫助世界各地的中風和老年痴呆症患者再生新的神經元，恢復他們失去的學習和記憶能力。”--龔辰教授
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