我们身体的某些部分可以在相对短时间内从损伤中恢复。眼睛的外层保护层——称为角膜——可以在一天内从轻微划伤中愈合。大脑则不属于这类快速愈合的组织或器官。成年大脑细胞稳定且寿命长达一生（除非受到创伤或疾病的影响），而我们肠道内壁的一些细胞仅存活五天，必须不断更新替换。
科学家和医生希望通过干细胞疗法来增强大脑对脑震荡或中风造成的损伤的再生能力。到目前为止，这些治疗方法一直受到脑部损伤引起的改变以及将再生细胞整合到现有脑回路以恢复记忆力或运动技能等功能的困难所阻碍。
Sanford Burnham Prebys医学发现研究所和新加坡国立大学杜克医学院的科学家在《细胞干细胞》杂志上发表了基于人类干细胞疗法的测试结果。
当这些细胞被移植到小鼠体内时，它们成熟、融入现有回路并恢复功能。通过追踪细胞和测序其基因表达模式，研究人员还揭示了移植细胞如何找到它们需要去的地方并与神经系统形成连接。
中风后大脑再生的挑战
对于中风和其他形式脑损伤，充满希望的再生医学疗法面临的第一个挑战是缺乏一个培育环境。发育中的大脑对于形成神经元和构建神经系统回路的干细胞来说是一个友好且指导性的场所，而中风后到达的治疗细胞却发现更多的是敌意而非友好。
"在中风后的成年大脑中，你会看到囊肿的形成，一个充满各种炎症分子的空腔，这有点像是治疗细胞在充满威胁的危险沼泽中游泳，"Sanford Burnham Prebys神经科学中心的Jeanne和Gary Herberger神经科学领导讲席教授、神经疾病中心主任苏春张(Su-Chun Zhang)博士说。
"如果这还不够，疤痕组织会围绕空腔以保护大脑免受进一步损伤，但它也形成了阻碍任何潜在再生的屏障。"
一些细胞治疗策略家尝试将新细胞移植到大脑受损区域旁边，那里细胞更容易存活和生长。目标是最终通过绕过受损区域来重新建立回路。张博士认为，为了实现再生医学的潜在益处，这种创伤需要被治愈而不是被回避。
"中风后，受损的病灶通常非常大，给努力在功能上重新连接大脑与脑干和脊髓带来了巨大挑战。"
开发支持移植细胞的方法
张博士和研究团队通过开发一种方法来支持直接植入中风空腔恶劣环境中的治疗细胞的存活，试图弥合这一差距。科学家们使用小分子药物和结构蛋白的混合物，发现移植细胞成功地存活并生长，填充了受损区域。
"一旦移植的细胞能够存活并成为神经元，我们就开始问这些神经元是否能够突破疤痕组织，通过建立新的连接和重建中断的回路来生长功能性神经，"张博士说。
虽然研究人员已经证明移植细胞并生长新神经元是可能的，但他们知道如果这些细胞不能形成正确类型的连接，这将几乎没有益处。他们是在重建已被摧毁的桥梁，还是在建造通往无处的新桥梁？
"我们发现，即使在成熟大脑环境的复杂背景下，不同类型的移植神经元也能找到自己的伙伴，"张博士说。"它们仍然能够以非常特定的方式找到它们的目标。"
在对移植神经元进行三维重建后，科学家们观察到神经元用于在神经系统中形成连接的长而多刺的突起的模式，与填充大脑皮层和脊髓之间通路的正常神经元中观察到的模式相似。
理解移植神经元如何导航
接下来，科学家们试图更好地理解这些再生神经元的导航能力。他们使用基因条形码来标记和追踪移植细胞。这些数据与测序移植细胞基因表达谱的结果相结合。
"我们揭示了每种细胞类型都有自己的代码，一旦这些细胞变成神经元，这种代码就会告诉每个细胞将其突起或轴突发送到大脑和脊髓的不同部位，"张博士说。
"这是首次报道这种显著现象，它具有重要意义，因为它基本上告诉我们，如果我们拥有正确类型的移植细胞，它们已经知道去哪里以及做什么来修复已经失去的东西。"
未来细胞治疗的意义
科学家们使用机器学习来识别从移植治疗细胞发育而来的四种神经元亚型。每种亚型都有特定的基因表达，这些基因已知能引导轴突的生长，这解释了为什么特定亚型的大多数神经元会发送轴突与同一脑区形成回路。
研究团队还验证了轴突投射模式如何受到修改基因表达的转录因子蛋白的影响。他们测试了经过修改、不含称为Ctip2的转录因子的干细胞。这些移植细胞的投射模式与含有该因子的细胞相比有显著差异，更多的轴突寻求与海马体和杏仁核形成连接。
"通过更多地了解这些移植神经元的亚型，我们可能能够预测它们的投射和连接，以便为患者选择适当的神经元细胞类型进行靶向回路重建，"张博士说。
"这为细胞疗法开启了一个充满希望的未来，可以帮助数百万遭受中风和其他毁灭性神经疾病折磨的人们。"
发表详情移植人神经元在受损大脑中的回路整合转录代码，《细胞干细胞》(2026)。DOI: 10.1016/j.stem.2025.12.008。
期刊信息： 《细胞干细胞》
关键医学概念干细胞移植 脑梗死 轴突引导
临床分类神经病学
由Sanford-Burnham Prebys提供
引用： 《干细胞疗法治疗中风揭示细胞如何在大脑中找到归途》(2026年1月8日)
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