本報訊 (記者孫國根)近日,,復(fù)旦大學(xué)研究人員首次將人類胚胎干細(xì)胞成功轉(zhuǎn)化成特定的神經(jīng)細(xì)胞,,并將轉(zhuǎn)化后的中間細(xì)胞注入小鼠大腦中,使已喪失學(xué)習(xí)和記憶功能的小鼠恢復(fù)了學(xué)習(xí)和記憶能力,。該成果第一次證明人類干細(xì)胞可以成功將自身植入到大腦中,,對治愈各種神經(jīng)功能缺陷疾病有重大意義。該研究成果論文發(fā)表在最新一期國際學(xué)術(shù)期刊《自然·生物技術(shù)》雜志上,。
胚胎干細(xì)胞是指胚胎中一些具有發(fā)育成各種組織和器官能力的細(xì)胞,,復(fù)旦大學(xué)長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授、威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校神經(jīng)生物學(xué)系終身教授張素春領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊,,首先利用化學(xué)方法將人類胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成神經(jīng)細(xì)胞,,然后將這些轉(zhuǎn)化后的中間細(xì)胞移植到小鼠大腦中。在移植過程中,,確保幾乎所有的移植細(xì)胞都成為神經(jīng)細(xì)胞至關(guān)重要,,被移植細(xì)胞的純度必須非常高,且必須是被指定能夠完成特殊使命的細(xì)胞,。否則,,注入的早期中間細(xì)胞就可能“惡變”而導(dǎo)致研究失敗,。為此,張素春科研團(tuán)隊通過局部定向分化引導(dǎo)細(xì)胞法,,成功避免了小鼠體內(nèi)不必要細(xì)胞類型的形成,。
張素春科研團(tuán)隊選中了一種不會排斥其他物種移植物的小鼠,破壞了小鼠大腦中掌管學(xué)習(xí)和記憶的大腦內(nèi)側(cè)隔核內(nèi)的“線路”,,使小鼠暫時喪失學(xué)習(xí)和記憶能力,。研究人員將細(xì)胞移植到小鼠記憶回路的另一端——大腦重要記憶中心海馬區(qū)內(nèi)。植入后的干細(xì)胞立刻形成兩種常見的,、重要的神經(jīng)元類型,,分別與大腦中“指揮”行為、情感,、學(xué)習(xí),、記憶、成癮和許多其他精神問題的化學(xué)物質(zhì)GABA(γ-氨基丁酸)或乙酰膽堿能神經(jīng)元進(jìn)行有效溝通,,并響應(yīng)來自大腦的化學(xué)指令,,開始定向分化并與海馬區(qū)中的適當(dāng)細(xì)胞相連接。測試證實,,這些接受干細(xì)胞移植后“連接”成功的小鼠,,常規(guī)學(xué)習(xí)和記憶能力得到了有效恢復(fù),評分明顯優(yōu)于那些依然喪失學(xué)習(xí)和記憶能力的小鼠,。在水迷宮測試中,,干細(xì)胞移植成功的小鼠對迷宮的設(shè)置記憶清晰,應(yīng)對自如,,而對照組小鼠面臨迷宮則慌作一團(tuán),,不知所措。
干細(xì)胞移植研究的終極目標(biāo)是通過細(xì)胞替代來修復(fù)大腦損傷,,張素春指出,,這個目標(biāo)目前還難以實現(xiàn),因為許多精神疾病還不明確是大腦的哪部分出現(xiàn)了問題,,該研究成果“更有可能即刻應(yīng)用于構(gòu)建藥物篩查模型”,。
胚胎干細(xì)胞是指胚胎中一些具有發(fā)育成各種組織和器官能力的細(xì)胞,,復(fù)旦大學(xué)長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授、威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校神經(jīng)生物學(xué)系終身教授張素春領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊,,首先利用化學(xué)方法將人類胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成神經(jīng)細(xì)胞,,然后將這些轉(zhuǎn)化后的中間細(xì)胞移植到小鼠大腦中。在移植過程中,,確保幾乎所有的移植細(xì)胞都成為神經(jīng)細(xì)胞至關(guān)重要,,被移植細(xì)胞的純度必須非常高,且必須是被指定能夠完成特殊使命的細(xì)胞,。否則,,注入的早期中間細(xì)胞就可能“惡變”而導(dǎo)致研究失敗,。為此,張素春科研團(tuán)隊通過局部定向分化引導(dǎo)細(xì)胞法,,成功避免了小鼠體內(nèi)不必要細(xì)胞類型的形成,。
張素春科研團(tuán)隊選中了一種不會排斥其他物種移植物的小鼠,破壞了小鼠大腦中掌管學(xué)習(xí)和記憶的大腦內(nèi)側(cè)隔核內(nèi)的“線路”,,使小鼠暫時喪失學(xué)習(xí)和記憶能力,。研究人員將細(xì)胞移植到小鼠記憶回路的另一端——大腦重要記憶中心海馬區(qū)內(nèi)。植入后的干細(xì)胞立刻形成兩種常見的,、重要的神經(jīng)元類型,,分別與大腦中“指揮”行為、情感,、學(xué)習(xí),、記憶、成癮和許多其他精神問題的化學(xué)物質(zhì)GABA(γ-氨基丁酸)或乙酰膽堿能神經(jīng)元進(jìn)行有效溝通,,并響應(yīng)來自大腦的化學(xué)指令,,開始定向分化并與海馬區(qū)中的適當(dāng)細(xì)胞相連接。測試證實,,這些接受干細(xì)胞移植后“連接”成功的小鼠,,常規(guī)學(xué)習(xí)和記憶能力得到了有效恢復(fù),評分明顯優(yōu)于那些依然喪失學(xué)習(xí)和記憶能力的小鼠,。在水迷宮測試中,,干細(xì)胞移植成功的小鼠對迷宮的設(shè)置記憶清晰,應(yīng)對自如,,而對照組小鼠面臨迷宮則慌作一團(tuán),,不知所措。
干細(xì)胞移植研究的終極目標(biāo)是通過細(xì)胞替代來修復(fù)大腦損傷,,張素春指出,,這個目標(biāo)目前還難以實現(xiàn),因為許多精神疾病還不明確是大腦的哪部分出現(xiàn)了問題,,該研究成果“更有可能即刻應(yīng)用于構(gòu)建藥物篩查模型”,。