如果可以替換神經(jīng)元，阿爾茨海默氏病，中風(fēng)或腦損傷引起的神經(jīng)元缺陷可以逆轉(zhuǎn)。不幸的是，神經(jīng)元拒絕分裂。那么，新的神經(jīng)元必須來自其他地方 - 或者更確切地說是其他東西。一個潛在的東西是星形膠質(zhì)細(xì)胞。腦損傷后不僅星形膠質(zhì)細(xì)胞增殖，這些通常支持和隔離神經(jīng)元的細(xì)胞可以重新編程，使它們自身成為神經(jīng)元。

但是存在一個問題：星形膠質(zhì)細(xì)胞到神經(jīng)元的重編程很困難?，F(xiàn)有的重編程方法，包括基因治療和化學(xué)轉(zhuǎn)化，是昂貴的，復(fù)雜的或兩者兼而有之。例如，基因治療需要通過病毒顆粒將基因傳遞到人體內(nèi)。此外，基因治療費(fèi)用昂貴 - 每位患者高達(dá)50萬美元。

化學(xué)轉(zhuǎn)化也可能很復(fù)雜。例如，賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員開發(fā)的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)利用了九種小分子的混合物。賓夕法尼亞州立大學(xué)小組承認(rèn)，九分子配方很難用于臨床。

然而，賓夕法尼亞州立大學(xué)隊(duì)不愿承認(rèn)失敗。在生物學(xué)教授龔辰博士的領(lǐng)導(dǎo)下，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種更簡單的雞尾酒。如果能夠容忍更低的效率，它可以僅使用四個小分子或甚至僅三個小分子將星形膠質(zhì)細(xì)胞化學(xué)轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元。

有關(guān)新雞尾酒的詳細(xì)信息于2月7日出現(xiàn)在干細(xì)胞報(bào)告中，該文章題為“ 通過調(diào)節(jié)多種信號通路將人類胎兒星形膠質(zhì)細(xì)胞化學(xué)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元 ”。

“我們證明了Notch，糖原合酶激酶3，轉(zhuǎn)化生長因子β和骨形態(tài)發(fā)生蛋白通路中三至四個信號通路的調(diào)節(jié)足以將星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元，”該文章的作者寫道。“化學(xué)轉(zhuǎn)化的人類神經(jīng)元可以在培養(yǎng)中存活> 7個月，發(fā)現(xiàn)重復(fù)的動作電位，并顯示出強(qiáng)大的突觸爆發(fā)活動。”

化學(xué)轉(zhuǎn)化的神經(jīng)元不僅在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿中存活數(shù)月，它們還形成強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并相互發(fā)送化學(xué)和電信號，正如大腦內(nèi)的正常神經(jīng)元一樣。

該文章的作者補(bǔ)充說，當(dāng)通過顱內(nèi)或腹腔注射體內(nèi)給藥時，這四種藥物組合可以顯著增加成年小鼠的海馬神經(jīng)發(fā)生。

“我們在我們測試的數(shù)百種藥物組合中確定了最有效的化學(xué)配方，”賓夕法尼亞州立大學(xué)生物學(xué)研究生邱超超說，他確定了小分子的理想組合。“通過使用調(diào)節(jié)人類星形膠質(zhì)細(xì)胞中四種關(guān)鍵信號通路的四種分子，我們可以有效地將人類星形膠質(zhì)細(xì)胞 - 多達(dá)70% - 轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元。”

使用三個小分子代替四個小分子也導(dǎo)致星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元，但轉(zhuǎn)化率下降約20%。該團(tuán)隊(duì)還嘗試僅使用其中一種分子，但這種方法不會誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化。

“這種新方法的最大優(yōu)點(diǎn)是含有小分子的藥丸可以在世界范圍內(nèi)廣泛分布，甚至可以在沒有先進(jìn)醫(yī)院系統(tǒng)的情況下到達(dá)農(nóng)村地區(qū)，”陳說。“我的最終夢想是開發(fā)一種簡單的給藥系統(tǒng)，如藥丸，可以幫助世界各地的中風(fēng)和阿爾茨海默病患者再生新的神經(jīng)元，恢復(fù)他們失去的學(xué)習(xí)和記憶能力。”

研究人員承認(rèn)，在使用小分子藥物之前，仍然需要解決許多技術(shù)問題，包括藥物包裝和遞送的具體情況。他們還計(jì)劃在未來的研究中調(diào)查這種方法的潛在副作用，以開發(fā)最安全的藥物。盡管如此，研究團(tuán)隊(duì)相信，這種分子組合對治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的未來藥物治療具有前景。

“我們多年來努力發(fā)現(xiàn)這種簡化的藥物配方，使我們更接近實(shí)現(xiàn)我們的夢想，”陳說。