美用幹細胞培育成腦細胞 相互間能精確聯接

2010-01-26 15:49 據《每日科學》報導，美國科學家日前在動物大腦內植入由胚胎幹細胞培育的神經細胞後發現，它竟然能夠與其原來的神經細胞進行成功聯接整合。此研究成果已經發表在1月20日出版的《神經科學》雜誌上。

健康大腦細胞之間的聯接是穩定和精確的，這樣才能確保動物正常行為的進行。這一新發現首次表明，幹細胞不僅可以培育成為特定的腦細胞，而且這些由幹細胞培育出來的腦細胞還能精確地進行聯接。

由斯坦福大學醫學院(Stanford Medical School)的詹姆斯·魏曼（James Weimann）博士領導的這支神經科學家組成的小組，在這項研究中將目光集中在大腦皮層內傳送信息的細胞上，其中一些細胞負責對肌肉的控制。患有脊髓損傷和肌萎縮側索硬化症（ALS）的動物個體將會導致這些腦細胞損傷或者丟失。魏曼表示："實驗證實，這些由幹細胞培育出來的腦細胞能夠長出聯連大腦皮層和脊髓的神經纖維。"

為了讓新細胞能夠成功在大腦裡面進行聯接，研究人員首先必須將非專業化的幹細胞培育成大腦皮層的特定細胞。他們將胚胎幹細胞放在培養皿中進行培育，直到這些細胞顯示出與成熟的神經細胞相同的許多特徵。然後研究人員將培育出來的神經細胞移植到新生小鼠的大腦中，具體而言，是將神經細胞移植到大腦皮層負責視覺、觸覺和運動的區域中。

直到現在，如何使這些移植細胞進行正確的聯接，一直是神經系統移植治療中的一個根本性的問題。在這種情況下，首先要保證將這些細胞移植到恰當的地方，這樣這些細胞在成熟後才能在適當的大腦結構內進行聯接。比如，正確移植到視覺皮層的細胞通常會聯接到大腦深處的上丘和腦橋位置，而不會聯接到脊髓裡。而移植到腦皮層運動區的細胞會跟脊髓進行聯接而不是上丘和腦橋。

雖然沒有參與這項研究，但是幹細胞生物學領域專家馬亨德拉（Mahendra Rao）對研究成果進行了肯定，他表示："該研究證實了移植的腦細胞可以在年幼動物中進行聯接。"研究人員還將用於培訓可移植細胞的兩種方法進行了比對，但是僅有其中一種方法達到了預期的效果。馬亨德拉說："研究人員獲得了一種如何培育出合適移植腦細胞的方法，這為讓這些細胞發揮實際應用邁出了一大步。

目前研究人員正在成年小鼠身上進行試驗，以探討成年小鼠大腦內植入由胚胎幹細胞培育的神經細胞，是否也會與其原來的神經細胞進行成功聯接，如果取得肯定的效果，將會進一步在人腦內進行試驗。魏曼以及他的同事們也希望弄清楚這些移植的細胞是如何"知道"採取正確的方法進行聯接的，以及這些聯接是否會產生正確的行為，比如引起視覺和運動方面的相關反應。