Nature方法學：細胞再生新技術

日期：2012-11-09 07:34:51

每周在他的診所里，密歇根大學的神經病學家Joseph Corey博士治療著許多因疾病或損傷導致神經元死亡或萎縮的患者。

他看著患者的痛苦，能力喪失以及神經破壞性疾病導致的其他影響，希望能為患者提供相比現有的更為有效的治療，或是能再生他們的神經。在弗吉尼亞州安阿伯醫療系統（VAAAHS），他領頭的實驗室正在為這一確切的目標而努力。

在近期發表的幾篇論文中，Corey以及密歇根大學、VAAAHS和加州大學舊金山分校的同事們報告稱他們成功地開發了一種聚合物納米纖維技術了解了神經形成的機制，損傷后無法再連接的原因，以及如何能夠防止或延緩損傷。

采用比人的毛發還細的聚合物納米纖維作為支架，研究人員誘導一種特異的腦細胞包繞這一模擬身體內神經的形狀和大小的納米纖維。

無需常規方法必要的軸突，研究人員采用這一納米纖維促成了髓鞘形成——一個保護性覆蓋層防護較大的神經細胞免受損傷。他們看到稱作髓鞘的多層保護性物質開始形成，就像在體內的情形。與他們的協作者、加州大學舊金山分校的Jonah Chan研究小組一起，作者們將這一研究成果報告在了《自然方法》（Nature Methods）雜志上。

研究涉及了少突神經膠質細胞，它充當著神經元——這一中樞神經系統“明星”的配角。沒有少突神經膠質細胞，中樞神經系統神經元無法有效地傳遞電信號，控制從肌肉運動到大腦功能等一切事物。此外，少突神經膠質細胞是一類常常受到多發性硬化癥影響的細胞，髓鞘喪失是這一衰弱性疾病的標志。

研究人員還確定了支持這一過程的納米纖維的最佳直徑，為解答一些神經有髓而另一些沒有這一問題提供了重要的新線索。

盡管還沒有在培養皿中生成完全功能性的神經，研究人員認為他們的工作為研究神經及測試治療可能性提供了一條新途徑。Corey和同事們說這一細纖維是研究工作獲得的成功的關鍵。

“如果它和神經元的長度及直徑相同，神經細胞就會跟隨它，按照它來塑形和定位?；旧?，這些纖維與神經元相同大小，”他說。

他們還致力確定了將少突神經膠質細胞附著到神經元狹長軸突上的因子。通過將特殊的分子附著到納米纖維上，Corey和他的同事希望能夠更多地了解這一過程的作用機制，以及在神經發育不良引起的疾病中什么出現了錯誤。

他說：“針對多發性硬化癥，我們應該做的是促進神經再生成髓鞘。另一方面，對于創傷引起的神經損害，我們需要促進再生?！?/SPAN>

此外，也可利用這一納米纖維技術來研究雪旺氏細胞包繞的周圍神經。該系統還可用于研究神經形成過程中及之后不同類型細胞的相互作用。

為了生成新神經，Corey實驗室現與耳鼻咽喉學副教授R. Keith Duncan博士展開了協作。在發表于《Biomacromolecules》雜志上的研究中，他們發現在Corey實驗室生成的排列納米纖維上培養干細胞，它們更有可能形成神經元。研究人員希望最終利用這一技術來構建來自干細胞的新神經，并引導它們連接大腦受損部位和肌肉。

最終，Corey設想或許能在實驗室環境下沿納米纖維培養神經，然后將它們移植到患者體內，在體內這些纖維會安全的降解。