新型细胞疗法可减轻脑损伤小鼠的癫痫并改善其记忆力

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研究人员报告称,一种新型细胞疗法可改善创伤性脑损伤小鼠的记忆力,并预防其癫痫发作。

创伤性脑损伤每年影响美国200万人,并会导致大脑细胞死亡和炎症。头部受伤的人往往会遭受终身记忆力减退,并可能发展为癫痫。

在这项研究中,研究人员将能够生成抑制性中间神经元的胚胎祖细胞移植到创伤性脑损伤小鼠的大脑中。抑制性中间神经元是一种特定类型的神经细胞,可控制脑回路的活动。他们的靶向部位是海马体,即负责学习和记忆的脑区。

研究人员发现,移植的神经元迁移至损伤部位,并与受损的脑细胞形成新的连接,且长期存活良好。

治疗后一个月内,小鼠表现出记忆改善的迹象,例如能够分辨出曾经历不愉快经历的箱子与未经历的箱子之间的区别。它们完成这一任务的表现与从未发生脑损伤的小鼠同样出色。

细胞移植还防止了小鼠发生癫痫,而在未接受新中间神经元治疗的小鼠中,超过一半都发生了癫痫。

“抑制性神经元在记忆的许多方面都起着关键作用,而且在脑损伤后极易死亡,”领导这项研究的加州大学欧文分校医学院解剖与神经生物学助理教授罗伯特·亨特(Robert Hunt)表示,“虽然我们无法阻止中间神经元死亡,但我们很高兴地发现,可以替换它们并重建其回路。”

这并非亨特及其团队首次利用中间神经元移植疗法恢复小鼠的记忆力。2018年,该团队采用了类似的方法,以相同方式但将其用于新生小鼠,以改善患有遗传性疾病小鼠的记忆力。

尽管如此,这对研究人员而言仍是一项令人振奋的进展。亨特表示:“脑损伤后死亡的神经元能够再生,这是神经科学家长期以来一直努力实现的目标。”“但通常情况下,移植的细胞无法存活,或者无法迁移或发育为功能性神经元。”

为进一步验证他们的观察结果,亨特及其团队使用一种药物使移植的神经元失活,结果导致记忆问题再次出现。

“在我们使移植细胞失活后,看到动物的记忆问题再次出现,这令人振奋,因为这表明新神经元确实是记忆改善的原因,”第一作者、初级研究员朱秉瑶(Bingyao Zhu)表示。

目前,头部受伤的患者尚无治疗方法。如果研究人员能够在人体中复现这些结果,将可能对患者产生巨大影响。下一步是利用人类干细胞培育中间神经元。

“迄今为止,尚无人能够令人信服地从人类多能干细胞中培育出相同类型的中间神经元,”亨特表示,“但我认为我们已接近实现这一目标。”

该研究发表于《Nature Communications》。

该研究由美国国立卫生研究院资助。

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