神经元从胚胎干细胞恢复功能瘫痪的老鼠

研究人员吸引移植的胚胎干细胞在脊髓运动神经元与肌肉和部分恢复功能瘫痪的动物。

研究表明,类似的技术可能是有用的治疗脊髓损伤等疾病,横向脊髓炎,肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),脊髓性肌萎缩。

道格拉斯·科尔领导的研究人员,医学博士博士,来自约翰霍普金斯大学医学院的运动神经元移植结合的化学物质能够克服信号,抑制轴突的生长,以及神经生长因子吸引轴突的肌肉。

这份报告发表在2006年7月发行“神经病学年鉴”。

“这工作是一个了不起的进步,可以帮助我们理解如何使用干细胞治疗伤害和疾病,并开始履行承诺,”伊莱亚斯a .塞说,美国国立卫生研究院的主任。

“功能恢复的成功演示证明的原则,向前迈出了重要一步。然而,我们必须记住,我们还有很远的路去走。”

“这项研究提供了一个“配方”使用干细胞重新连接神经系统,”克尔博士说。“它提出了这个概念,我们可以最终实现这一在人类,尽管我们还有很长的路要走。”

在这项研究中,克尔博士和他的同事们从小鼠胚胎干细胞培养与化学物质使他们分化成运动神经元。

在移植之前,他们三个神经生长因子添加到培养基中。

大多数的细胞也培养一种叫做dibutyrl阵营(dbcAMP)的物质,有助于克服axon-inhibiting从髓磷脂信号,隔离脊髓中的神经纤维的物质。

这些细胞被移植到八组瘫痪的老鼠。每个组的不同组合治疗。

有些团体接受注射的药物称为rolipram移植前后皮肤下。Rolipram,批准一种药物治疗抑郁症,有助于抵消axon-inhibiting髓磷脂的信号。

一些动物也接受移植的神经干细胞分泌神经生长因子GDNF在坐骨神经(坐骨神经从脊椎延伸下来的后腿)。对它的GDNF导致轴突生长。

移植三个月后,调查人员检查了老鼠的迹象表明,神经元存活和干细胞与神经系统集成。

治疗的老鼠收到完整的鸡尾酒——运动神经元移植,rolipram, dbcAMP,和GDNF-secreting坐骨神经-神经干细胞在几百transplant-derived轴突延长周围神经系统,比任何其他组。

这些动物的轴突达到到小腿腓肠肌肌,形成功能连接,称为突触,肌肉。

老鼠显示功能运动神经元的数目的增加和改善约50%后肢握力移植后4个月。

相比之下,所有的老鼠给其他组合的治疗恢复了功能。

“我们发现,我们需要一个组合的治疗以恢复功能,”克尔博士说。

后续实验GDNF治疗身体的一侧显示,到6个月治疗后,75%的大鼠给予充分的结合治疗恢复的能力承担体重GDNF-treated四肢和采取措施和用脚推开那一侧的身体。

说:“这项研究代表了重大进展,”大卫·欧文斯博士的研究所项目主任格兰特的资助工作。

“这是一个收敛的胚胎干细胞研究的其他领域的研究,我们资助,包括工作,使用联合疗法如rolipram dbcAMP,生长因子,和细胞促进修复脊髓受伤。”

之前的研究表明,干细胞能够阻止脊髓运动神经元退化和恢复功能在动物脊髓损伤或肌萎缩性侧索硬化症。

然而,这项研究首次表明,移植神经元可以形成功能与成年哺乳动物神经系统的关系,研究人员说。

他们使用电生理和行为研究来验证经济复苏是由于周围神经系统和移植神经元之间的连接。

“我们先前表明,干细胞可以保护高危神经元,但是在持续的神经退行性疾病,有一个很小的窗口时间这样做。之后,没有任何保护,”克尔博士说。

“克服的损失函数,我们需要来取代失去的神经元。”

虽然这些结果是有前途的,很多工作仍在类似的策略可能在人类之前,科尔博士说。

治疗首先必须进行更大的动物来确定神经可以连接在更远的距离和确保治疗是安全的。

目前没有大型动物模型的运动神经元退化,所以克尔博士的小组正致力于开发一个猪模型。

研究人员还需要测试人类胚胎干细胞学习如果他们会以同样的方式工作的老鼠细胞。

它最近才成为可能的生长运动神经元从人类胚胎干细胞,克尔博士补充道。