研究人员通过在小鼠体内诱导中风,然后将人类神经干细胞移植到其大脑中,发现神经元和血管得以再生。
作者:伊丽莎白·雷恩 | 发表时间:2025年09月25日21时(北京时间)
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图片来源:RAJAAISYA/SCIENCE PHOTO LIBRARY//Getty Images
阅读本文,您将了解到:
- 中风可能导致永久性损伤,影响记忆和运动技能等功能。
- 研究人员通过在小鼠体内诱导中风并移植人类神经干细胞,发现神经元和血管得以再生。
- 未来,这种治疗方法可能应用于人类,帮助个体从各种神经退行性疾病中恢复。
中风的后遗症可能是灾难性的。根据大脑在血流中断后被剥夺氧气和营养物质的时间长短,可能出现从记忆力减退到言语障碍甚至瘫痪等一系列并发症。一些患者能够康复,而另一些患者则会留下永久性损伤——大约一半的中风幸存者因脑损伤而致残。如今,干细胞移植或许有一天能够逆转这种不可逆的损伤。
神经科学家克里斯蒂安·塔肯伯格(Christian Tackenberg,来自苏黎世大学)和鲁斯兰·拉斯特(Ruslan Rust,来自南加州大学)合作探索了一种潜在疗法,该疗法利用多能干细胞(能够转化为几乎所有类型的组织)来治疗中风的长期症状。他们在小鼠体内诱导中风,然后将人类神经干细胞移植到其大脑中,结果表明干细胞具有生成新神经元并启动其他再生过程的潜力。
塔肯伯格和拉斯特在最近发表于《自然·通讯》(Nature Communications)期刊的一项研究中写道:“神经干细胞在体内存活超过五周,主要分化为成熟的神经元,并促进与再生相关的组织反应,包括血管生成、血脑屏障修复、炎症减少以及神经发生。”
中风主要有两种类型:缺血性中风(ischemic stroke)和出血性中风(hemorrhagic stroke)。缺血性中风是通往大脑的动脉阻塞,通常由斑块堆积导致的血栓引起。而出血性中风则较为罕见,涉及血管破裂,血液渗入并压迫周围组织;它有时(但并非总是)由脑动脉瘤(cerebral aneurysm)引起。研究人员决定在小鼠体内诱导缺血性中风,因为这种类型在人类中更为常见(大约每四个成年人中就有一个会经历缺血性中风)。
一周后,这些经过基因工程改造以接受人类细胞的小鼠,其大脑受损区域被移植了人类神经干细胞。中风已经导致血流量大幅减少,造成部分组织死亡和运动功能障碍。然而,治疗后,病灶立即略有减少。移植细胞的进展通过生物发光成像进行监测,两周后发光信号才开始增强,这向研究人员表明,刚刚遭受中风的受损大脑需要时间稳定后才能进行治疗。
移植的效果令人惊讶。炎症反应减少,新神经元生成,并能与存活的神经元进行通信。神经突(neurites,即从神经元延伸出来的分支状突起)延伸至运动皮层(motor cortex,控制自主运动)和躯体感觉皮层(somatosensory cortex,处理触觉、压力、疼痛和其他感官信息)。一些神经突甚至延伸至扣带皮层(cingulate cortex,负责决策、工作记忆、反应生成和任务处理)。
但改善不仅限于脑细胞。移植还帮助形成了血管的细胞再生。观察到渗漏减少,尽管中风后形成的新血管通常更容易渗漏,这可能会危险地降低血压。小鼠的运动技能也因脑部再生而得到改善。
塔肯伯格和拉斯特写道:“这些发现不仅对中风治疗具有相关性,还可能适用于治疗涉及神经元损失的更广泛的急性神经损伤。”
虽然神经干细胞移植尚未在人类身上尝试,但该治疗的某些方面可以修改后用于人类。研究人员目前正在研究注射作为递送干细胞的方式,而不是使用对小鼠采用的更具侵入性的移植手术。总有一天,人们或许不仅能从中风中恢复,还能茁壮成长。
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