合成神經(jīng)回路恢復(fù)大腦功能有希望

科技日?qǐng)?bào)北京4月27日電 （記者張夢(mèng)然）兩個(gè)獨(dú)立研究團(tuán)隊(duì)使用從大鼠干細(xì)胞生長(zhǎng)的神經(jīng)元，在小鼠中成功再生了小鼠的大腦回路。這兩項(xiàng)研究25日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，為腦組織如何形成提供了寶貴見(jiàn)解，同時(shí)為恢復(fù)因疾病和衰老而喪失的大腦功能提供了新途徑。

美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授克里斯汀·鮑德溫稱，這些研究體現(xiàn)了利用合成神經(jīng)回路恢復(fù)大腦功能方面的潛在靈活性。鮑德溫團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自大鼠的干細(xì)胞，恢復(fù)了小鼠的嗅覺(jué)神經(jīng)回路。

美國(guó)得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心副教授吳軍認(rèn)為，利用一個(gè)物種的細(xì)胞在另一個(gè)物種中產(chǎn)生腦組織，可幫助人們了解不同物種的大腦發(fā)育和進(jìn)化。吳軍團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)基于CRISPR的平臺(tái)，可有效識(shí)別并驅(qū)動(dòng)特定組織發(fā)育的特定基因。他們通過(guò)靜默小鼠前腦發(fā)育所需的基因，然后使用大鼠干細(xì)胞恢復(fù)組織來(lái)測(cè)試該平臺(tái)。

吳軍團(tuán)隊(duì)使用CRISPR技術(shù)測(cè)試了7種不同的基因，發(fā)現(xiàn)敲除Hesx1能可靠地產(chǎn)生沒(méi)有前腦的小鼠。然后，研究團(tuán)隊(duì)將大鼠干細(xì)胞注射到Hesx1敲除小鼠的囊胚中，大鼠細(xì)胞填充壁龕以形成小鼠的前腦。大鼠的大腦比小鼠大，但大鼠的前腦發(fā)育速度和大小與小鼠相同。此外，大鼠神經(jīng)元能夠?qū)⑿盘?hào)傳遞給鄰近的小鼠神經(jīng)元，反之亦然。

在另一項(xiàng)研究中，鮑德溫團(tuán)隊(duì)使用特定基因殺死或靜默小鼠的嗅覺(jué)感知神經(jīng)元。殺傷模型完全去除了神經(jīng)元，模擬退行性疾病；靜默模型則模仿神經(jīng)發(fā)育障礙，其中某些神經(jīng)元無(wú)法與大腦溝通。然后他們?cè)賹⒋笫蟾杉?xì)胞注射到小鼠胚胎中，觀察這兩種疾病模型之間的不同之處。這一研究有助于確定腦部功能的恢復(fù)機(jī)制。

大腦就像一臺(tái)精密儀器，它的功能會(huì)因疾病和衰老而發(fā)生損傷或退化。很多腦腫瘤、腦創(chuàng)傷、老年癡呆癥等患者，正在經(jīng)歷這種過(guò)程，并忍受生命質(zhì)量的下降。如何恢復(fù)發(fā)生損傷或退化的腦功能？這是長(zhǎng)久以來(lái)的醫(yī)學(xué)難題。最新研究利用腦細(xì)胞融合技術(shù)，為腦功能恢復(fù)提供了新思路。