埃默里大學(xué)華人學(xué)者發(fā)明新技術(shù)，可幫助修復(fù)中風(fēng)小鼠的大腦功能
圖片來(lái)源：Mike Cohea, Brown University
撰文 | 何東明
責(zé)編 | 葉水送
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中風(fēng)是全球人口的重要死因，是高致殘的疾病，也是人類亟待解決的巨大醫(yī)學(xué)難題。
華人學(xué)者于山平等人發(fā)表重要科研突破成果，圖片截自，Journal of Neuroscience
7月2日，國(guó)際著名專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《神經(jīng)科學(xué)雜志》（Journal of Neuroscience）發(fā)表了于山平等學(xué)者的一項(xiàng)最新研究成果，研究者通過(guò)開(kāi)創(chuàng)性的非侵入型“光化學(xué)遺傳”方法，使得移植后的神經(jīng)祖細(xì)胞能有效分化成多種成熟的神經(jīng)細(xì)胞，并成功修復(fù)了中風(fēng)模型小鼠的神經(jīng)損傷與恢復(fù)其肢體運(yùn)動(dòng)等一些重要功能。
于山平指出：
該方法提供了一種相似的、移植后神經(jīng)祖細(xì)胞分化為成熟功能細(xì)胞所必須的刺激，顯著提高了移植后細(xì)胞分化與整合入宿主原有神經(jīng)系統(tǒng)。
新研究設(shè)計(jì)方案，圖片截自Journal of Neuroscience
那么，研究者是如何做到的呢？首先研究者將一種編碼光敏蛋白（luminopsins）的基因轉(zhuǎn)入誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，并對(duì)其誘導(dǎo)分化獲得神經(jīng)祖細(xì)胞。當(dāng)加入腔腸素（CTZ）這種常用熒光素酶底物后，其與光敏蛋白發(fā)生互作并發(fā)出特定的光。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它能與光刺激類似，能顯著促進(jìn)祖細(xì)胞分化為多種成熟神經(jīng)元并參與生成軸突、突觸等。
行為學(xué)試驗(yàn)結(jié)果顯示中風(fēng)模型小鼠顯著修復(fù)神經(jīng)損傷與恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力，圖片截自Journal of Neuroscience
接下來(lái)，研究者將這種神經(jīng)祖細(xì)胞移植到缺血性中風(fēng)模型小鼠大腦內(nèi)，然后通過(guò)定期鼻腔給藥（每天2次，持續(xù)2周），提供腔腸素，發(fā)現(xiàn)可顯著增強(qiáng)神經(jīng)祖細(xì)胞的存活，并促進(jìn)其分化為多功能神經(jīng)細(xì)胞。這些成熟神經(jīng)細(xì)胞與宿主神經(jīng)系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)了功能性整合，如能與原有神經(jīng)細(xì)胞生成突觸、整合成一些腦區(qū)的功能連接（下丘腦-皮質(zhì)連接），并且腔腸素能增強(qiáng)突觸的信號(hào)傳遞與神經(jīng)可塑性。
通過(guò)小鼠的行為學(xué)試驗(yàn)結(jié)果顯示，模型小鼠的部分肢體運(yùn)動(dòng)功能也得到了有效恢復(fù)，并會(huì)表現(xiàn)出焦慮與壓力。
光化學(xué)遺傳技術(shù)工作原理示意圖，圖片來(lái)自Journal of Neuroscience
該研究技術(shù)的原型是光遺傳學(xué)技術(shù)，而在這項(xiàng)新研究中，研究者巧妙地對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)需植入光纖的非侵入性的新方法，同時(shí)還能突破光有限的擴(kuò)散與調(diào)控范圍（尤其對(duì)于人的大腦的大空間），這顯示該技術(shù)有很大的應(yīng)用潛力。
值得注意的是，此項(xiàng)研究的主要作者之一是此前聯(lián)名上書建議埃默里大學(xué)校長(zhǎng)維護(hù)國(guó)際合作的華人學(xué)者于山平，在埃默里大學(xué)開(kāi)除幾名華人學(xué)者后，也質(zhì)疑其科研能力在衰退，勒令搬離現(xiàn)在的辦公室。此項(xiàng)研究成果的發(fā)表，從側(cè)面反映校方的說(shuō)法并不可信。
事實(shí)上，華人學(xué)者在美國(guó)不同的科研領(lǐng)域，都做出重要的貢獻(xiàn)，他們同中國(guó)的合作，也促進(jìn)了中美科研的交流。
參考資料
Shan Ping Yu, et al.,Optochemogenetics Stimulation of Transplanted iPS-NPCs Enhances Neuronal Repair and Functional Recovery after Ischemic Stroke
Glowing brain cells illuminate stroke recovery research | EurekAlert! Science News https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-07/ehs-gbc062819.php
