个性化的脑细胞移植可以逆转猴子的帕金森症状

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员报告称，将猴子自身细胞生长的神经元移植到它们的大脑中，可以缓解帕金森病引起的运动衰弱和抑郁症状。

在一项研究中发表在《自然医学》杂志上，华盛顿大学的研究小组描述了他们利用猴子自身的诱导多能干细胞制成的神经元所取得的成功。这种方法避免了灵长类动物免疫系统的并发症，并朝着治疗数百万人类帕金森患者迈出了重要一步。

“这一结果在灵长类动物中非常有力，特别是将我们的发现转化为临床。”威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家说苏淳张,他的魏斯曼中心实验室培养了脑细胞。

帕金森病会损害大脑中产生多巴胺的神经元，多巴胺是一种在神经细胞之间传递信号的大脑化学物质。被破坏的信号使肌肉协调变得越来越困难，即使是简单的动作，也会导致僵硬、迟缓和颤抖，这些都是该疾病的标志性症状。患者，尤其是帕金森早期患者，通常会使用左旋多巴等药物来增加多巴胺的产生。

“这些药物对许多患者都很有效，但效果并不持久。”说玛丽娜Emborg他是威斯康星大学麦迪逊分校帕金森病研究人员威斯康星国家灵长类动物研究中心．“最终，随着疾病的发展，他们的运动症状会变得更糟，他们又会缺乏足够的多巴胺，药物的副作用就会出现。”

科学家们已经尝试通过植入胎儿组织细胞来治疗晚期帕金森症，并取得了一定的成功，但由于有用细胞的可用性和患者免疫系统的干扰，研究和结果受到了限制。张勇的实验室花了数年时间研究如何将患者的供体细胞拨回干细胞状态，在干细胞状态下，它们有能力生长成体内几乎任何类型的细胞，然后重新定向发育以生成神经元。

“这个想法很简单张说。“当你有干细胞时，你可以以一致的方式产生正确类型的靶细胞。当它们来自你想移植的个体时，身体会识别并欢迎它们。”

应用程序就没那么简单了。这项新研究已经进行了十多年，几年前开始在十几只恒河猴身上进行认真的研究。研究人员给猴子注射了一种神经毒素——这是研究中诱发帕金森样损伤的常见做法——Emborg的实验室每月对猴子进行一次评估，以评估症状的进展。

”我们通过观察和临床测试评估了动物如何走路，如何抓取食物，如何与人互动，以及PET成像，我们测量了多巴胺的产生。”Emborg说。(PET是正电子发射断层扫描，是一种医学成像。)“我们想要类似于疾病成熟阶段的症状。”

在实时核磁共振的指导下，可以在程序中使用，由威斯康星大学麦迪逊分校开发生物医学工程师沃尔特·布洛克在帕金森氏症的研究过程中，研究人员向每只猴子大脑中一个叫做纹状体的区域注射了数百万个产生多巴胺的神经元和支持细胞，由于帕金森氏症对神经元的破坏作用，纹状体的多巴胺已经耗尽。

一半的猴子接受了由它们自己诱导的多能干细胞制成的移植物(称为自体移植)。其中一半接受了来自其他猴子的细胞(同种异体移植)。这让一切都不一样了。

在六个月内，移植了自己细胞的猴子有了显著的改善。一年内，他们的多巴胺水平增加了一倍和三倍。

”自体动物开始更多地活动。”Emborg说。“以前它们需要抓住笼子才能站起来，现在它们开始移动得更流畅，抓取食物也更快更容易。”

接受同种异体细胞的猴子没有表现出多巴胺的持续增加，肌肉力量或控制力也没有改善，大脑的生理差异也很明显。自体移植物的轴突很长，与周围组织混合在一起。轴突是神经细胞的延伸，向外传递电脉冲给其他细胞。

“它们可以自由生长，并在纹状体内延伸很远，”张勇实验室的科学家、该研究的第一作者陶云龙说。“在同种异体猴子中，移植物被免疫系统视为外来细胞，它们会受到攻击，以阻止轴突的扩散。”

缺失的连接使得异体移植物与大脑的其他部分隔离开来，拒绝了它们与肌肉管理之外的系统重新联系的机会。

”虽然帕金森症通常被归类为运动障碍，但焦虑和抑郁也是典型的。”Emborg说。”在自体动物身上，我们看到轴突从移植物延伸到与所谓的情感大脑有关的区域。”

类似抑郁和焦虑的症状——踱步、对他人甚至对喜爱的食物不感兴趣——在自体移植后都减轻了。同种异体猴子的症状没有改变或恶化。

这一结果非常有希望，张教授希望很快就能开始将其应用于人类患者。张说，特别地，陶在新研究中所做的工作帮助测量症状改善、移植物大小和由此产生的多巴胺产生之间的关系，为研究人员开发有效的人类移植物提供了预测工具。

这项研究得到了美国国立卫生研究院(ns076352, ns096282, ns086604, u54 hd090256和p51od011106)，新加坡国家医学研究委员会，拉尔夫和玛丽安·福克博士医学研究信托基金和威斯康星大学麦迪逊分校的资助。