生命的奥秘:神经疾病治疗的新曙光
在生命科学的广阔领域中,对脑神经细胞(神经元)的研究已成为揭开复杂神经系统疾病如老年痴呆症、精神分裂症和自闭症治疗方法的钥匙。研究的进程在过去受到重大限制:研究者的细胞来源仅限于已离世患者的身体,这无疑影响了研究的质量和效率。
但现在,一项由华人科学家陈功带领的宾夕法尼亚州立大学生物系教授团队,打破了这一僵局。他们开创了一种革命性的新技术,能够通过重新编程和分化皮肤细胞来获取成熟的大脑细胞——神经元。这一重大成果使得对老年痴呆症、精神分裂症和自闭症等复杂神经系统疾病的研究进入了一个全新的阶段,更为安全有效。这项成果被发表在《干细胞研究》杂志上。
陈功教授表示,这项研究的重大突破在于,他们在培养皿中成功创造出与人类大脑中自然生长的神经元功能极为接近的成熟人脑神经元。这不仅为疾病研究提供了理想的模型,而且为未来开发基于病人自身基因和细胞信息的个性化治疗方案铺平了道路。
在此项研究中,陈功和他的团队运用了一种名为诱导型多功能干细胞的技术,通过这种方法成功将人的皮肤细胞分化成为成熟的人脑神经元。这些神经元的功能与大脑自身的神经元非常接近,为解决神经系统疾病提供了宝贵的资源。
为了模拟神经元在大脑中的真实环境,陈功团队进一步了神经元与星型胶质细胞之间的关系。胶质细胞在大脑中含量丰富,对神经元的正常工作起着至关重要的作用。他们发现,这两种细胞的紧密接触对于干细胞分化的神经元同样重要。为了模拟这一过程,他们将神经干细胞培养在由单层胶质细胞组成的支持细胞层上,取得了显著的成果。
陈功解释道,这种方法使得神经干细胞能够高效地分化成为成熟的神经元,这些神经元的行为与单独培养在培养皿中的神经干细胞截然不同。这就像星形胶质细胞在为神经干细胞提供指导,帮助它们完成转化为神经元的任务。
为了验证这一方法的优越性,陈功和他的博士研究生唐欣采用了电生理记录方法。他们发现,在胶质细胞的支持下,神经元之间形成了更多的神经突触连接。这一发现证明了这种新方法的有效性。
现在,研究者可以从活着的患者身上取得皮肤细胞,通过这种方法转化为大脑细胞,以模拟患者自身大脑细胞的活动。这意味着,研究者可以运用这些与患者自身大脑细胞极为相近的神经元来研究特定药物的影响,从而消除在患者身上产生副作用的风险。
这一突破性的研究为我们提供了一种全新的方式,让我们能够在不服用药物的情况下,用患者自身的类似脑细胞进行药物实验,从而实现低风险的个性化治疗方案。陈功教授团队的研究为我们揭示了神经疾病治疗的崭新道路,期待未来这一技术能为无数患者带来福音。