研究揭示了培養腦細胞治療和研究神經退行性疾病的新方法

培養腦細胞治療和研究神經退行性疾病的新方法

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發表時間:2023-12-18 16:43

杜克大學醫學院(Duke-NUS)的科學家和他們的合作者提出了從干細胞培養腦細胞的新方法,以治療和研究神經退行性疾病。這項新技術構成了杜克大學-新加坡國立大學新成立的GK Goh神經科學中心(GK Goh中心)最近兩個研究項目的基礎,為患有阿爾茨海默病、缺血性中風和帕金森病等神經系統疾病的患者提供了新的治療方法。

gok Goh中心是在杜克大學-新加坡國立大學神經科學與行為障礙(NBD)項目下成立的,由gok Goh家族慷慨捐贈500萬美元,以紀念gok Goh控股創始人兼執行主席gok Goh先生,通過這些發現來研究衰老對大腦的影響。它由**神經科學家張素春教授領導,他也是杜克大學-新加坡國立大學NBD項目的主任。

在發表在《先進科學》雜志上的**個研究項目中,科學家們成功地從干細胞中培養出神經元(神經細胞),并將其移植到中風患者體內,以修復受損的腦組織。這些細胞在一種由纖維蛋白原(一種有助于血液凝固的蛋白質)組成的化學混合物中培養;以及用于治療感染的藥物馬拉維洛克。當細胞被移植到受缺血性中風影響的大腦高度發炎的環境中時,這種混合物保護細胞免受炎癥的影響。在臨床前試驗中,這些細胞不僅存活了下來,而且在30天內成功地成熟為目標神經元類型,并修復了受損的大腦。在此發現之前,移植細胞的存活率很低,因為它們中的大多數會因炎癥而在腦缺血腔中死亡。

缺血性中風發生時,大腦的血液供應突然減少,是世界范圍內死亡和殘疾的主要原因。在全球范圍內,25歲以上人群中有四分之一的人一生中會中風。迄今為止,減輕中風造成的損害的**機會是在事件發生后的頭六個小時內。即便如此,幾乎所有幸存者都沒有完全康復,他們患有癱瘓和認知障礙等殘疾。沒有任何治療方法可以完全恢復功能。

人類大腦的再生能力非常有限,因此需要更有效地治療神經系統疾病。基于干細胞的方法有希望,因為它們可以保護受傷的神經元免受進一步的損傷,并取代失去的神經元。我們的移植方法已經證明,培養的細胞可以成熟成為功能性神經元,并有可能在中風、脊髓損傷和帕金森病等疾病中整合到大腦回路中,該研究的主要作者、杜克-新加坡國立大學NBD項目的研究員王志福博士說。

該團隊已經授權了該方法,并正在為該技術申請專利,該技術在其他神經退行性疾病,包括帕金森病中也被證明是成功的。在之前對帕金森氏癥的研究中,張教授和他的合作者已經用他們的方法產生了多巴胺神經元。這些位于中腦的細胞隨著疾病的發作而退化。培養出來的健康神經元可以移植到帕金森氏癥患者的大腦中,在這個過程中,細胞在那里生長并再生受損的組織。該研究結果發表在《細胞干細胞》和《自然醫學》上。該團隊正在尋求美國監管機構的批準,開始人體安全臨床試驗。

雖然它的不可獲取性使得對大腦的任何研究都具有挑戰性,但我們的策略是使用這項新技術來引導干細胞發育成各種類型的神經元。有了這些功能性腦細胞,我們可以研究它們是如何衰老的,并揭示它們在神經退行性疾病中的作用。新的見解將有助于找到新的和更有效的治療腦部疾病的療法,甚至可能減緩衰老過程,張教授說。

使用同樣的技術,GK Goh中心的團隊也是世界上**個生產去甲腎上腺素神經元的團隊,去甲腎上腺素神經元是位于腦干的專門神經細胞,與大腦和脊髓的每個部分相連。這些神經元在阿爾茨海默病和帕金森病等許多疾病中退化——通常早在癥狀出現前10年就退化了。這些細胞的產生將使科學家能夠研究為什么它們是脆弱的,以及它們的退化是如何導致疾病的。這項研究發表在《自然生物技術》雜志上。

我很高興我們的科學家已經取得了有影響力的發現,這將大大有助于幫助新加坡患有神經退行性疾病的患者。我相信,這個中心將繼續使杜克大學-新加坡國立大學提供創新的床邊干預措施,不僅可以提高個人的生活質量,還可以支持我們國家在健康老齡化方面的努力,淡馬錫國際基金會國際執行委員會名譽主席兼淡馬錫基金會董事會成員GK Goh先生說。

這項新技術的潛力是無限的。張教授和他的團隊已經培養了十幾種不同類型的功能神經元,包括大腦、眼睛和脊髓中的神經元。他們還收集了大量的生物樣本,他們可以利用這些樣本來解碼大腦是如何衰老的,這是一個我們仍然知之甚少的生理過程。我們感謝G.K. Goh家族的捐贈,這將為我們提供測試藥物和開發新療法的手段,以治療其他無法治愈的腦部疾病,杜克大學院長托馬斯·科夫曼教授說。

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