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基因治疗有助于中风后的功能恢复

一种新的基因疗法将胶质细胞 - 大脑中丰富的支持细胞 - 转化为神经元,修复由中风引起的损伤并显着改善小鼠的运动功能。一篇描述使用NeuroD1基因的新疗法的论文发表在“分子疗法”杂志的网络版上。一旦进一步发展,这种基于NeuroD1的基因治疗可能可用于治疗中风,这是美国残疾的主要原因,每年有80万新发卒中患者。

“目前对中风的治疗时间窗口很短,通常在中风发生后的几个小时内,”宾夕法尼亚州立大学博士后研究的主要作者Yuchen Chen说。“许多患者不能及时接受治疗,因此常常因不可逆的神经元丢失而导致永久性残疾。迫切需要开发一种新的治疗方法来再生新的神经元并恢复脑卒中患者失去的脑功能。”

人类大脑有大约860亿个神经元。虽然可以容忍迷你中风,但涉及数十亿神经元损失的中度中风会留下不会自发恢复的有害影响。

“因此,在神经再生领域仍未解决的关键问题是,我们如何在中风后再生患者大脑中的数十亿新神经元?”生物学教授,陈恩州立大学生命科学教授,研究团队负责人,陈龚说。“大脑修复的最大障碍是神经元无法自我再生。过去几十年来,许多中风临床试验都失败了,很大程度上是因为它们都无法再生足够的新神经元来补充丢失的神经元。”

Gong Chen和他的团队开创了一种利用胶质细胞再生功能性神经元的新方法,胶质细胞是围绕脑中每个神经元的一组细胞,为神经元提供必要的支持。与神经元不同,神经胶质细胞可以自我分裂和再生,特别是在脑损伤后。

“我相信将已经存在于大脑中的神经胶质细胞转变为新的神经元是补充失去的神经元的最好方法,”陈龚说。“这些神经胶质细胞是大脑中死亡神经元的邻居,并且可能共享相同的祖先细胞谱系。”

Gong Chen的研究小组此前报道,单个遗传神经因子NeuroD1可以直接将胶质细胞转化为患有阿尔茨海默病的小鼠脑内的功能性神经元,但产生的神经元总数有限。该研究小组认为,这种有限的再生是由于用于将NeuroD1传递到大脑的逆转录病毒系统。在目前的研究中,研究小组使用AAV病毒系统,它现在是神经系统基因治疗的首选,将NeuroD1传递到患有中风的小鼠运动皮层。

许多神经元在中风后死亡,但存活的神经胶质细胞可在中风区域增殖并形成神经胶质瘢痕。AAV系统被设计成优先在形成这些瘢痕的神经胶质细胞中表达NeuroD1,将它们直接转化为神经元细胞。这种直接的神经胶质细胞转化技术不仅增加了中风区域的神经元密度,而且还显着减少了由中风引起的脑组织损失。

有趣的是,新转化的神经元显示出与中风后丢失的神经元相似的神经元特性。这表明局部神经胶质谱系对转化的神经元身份的潜在影响。

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