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复旦大学学者:人类胚胎干细胞移植研究获新进展

作者:孙国根发布时间:2013-05-06


科研团队:右3为张素春教授,右4为论文第一作者刘妍博士,右2为论文作者之一、解剖组胚系主任周国民教授,左二为论文作者之一马丽香副教授。

新闻中心讯 近日,复旦大学长江学者奖励计划特聘教授、威斯康辛大学麦迪逊分校神经生物学系终身教授张素春教授领衔的科研团队历经多年艰辛, 首次将人类胚胎干细胞成功地转化成特定的神经细胞,并将转化后的中间细胞注入到小鼠大脑中,使已丧失学习和记忆功能的小鼠恢复了学习和记忆能力,该成果第一次证明人类干细胞可以成功将自身植入到大脑中,对治愈各种神经功能缺陷疾病有重大意义。目前这一突破性的研究成果已发表在最新一期的国际著名学术期刊《自然·生物技术》(Nature Biotechnology)杂志上,引起世界同行高度关注。

胚胎干细胞是指胚胎中一些具有发育成各种组织和器官能力的细胞,在医学上具有巨大的应用前景。张素春团队首先利用化学方法将人类胚胎干细胞成功转化成神经细胞,然后将这些转化后的中间细胞移植到小鼠大脑中。神经细胞,又称神经元,是构成神经系统结构和功能的基本单位,每个神经元只有一个轴突,可以把兴奋从胞体传送到另一个神经元或其他组织。在移植过程中,确保几乎所有的移植细胞都成为神经细胞至关重要,被移植细胞的纯度必须非常高,且必须是被指定能够完成特殊使命的细胞,因为如果不能确保所有移植细胞都成功“转变”成有用的神经细胞,注入的早期中间细胞就可能“恶变”为肿瘤而导致研究失败。为此,张素春科研团队通过“局部特化引导细胞法” ,成功避免了小鼠体内不必要细胞类型的形成。

攻克了这一难题后,张素春科研团队选中了一种不会排斥其他物种移植物的特殊品种的小鼠,他们首先“蓄意破坏”了小鼠大脑中掌管“学习和记忆”被称为“内侧隔核”的大脑区域的“线路”,使小鼠暂时丧失“学习和记忆”能力。张素春说,这一过程有点类似于拆除一段电话线,以后如果你能找到正确的线路,需要时就能够在任何时候把损坏的来自任何一头的“断线”接上。于是,研究人员将细胞移植到了小鼠记忆回路的另一端 —— 大脑重要记忆中心海马内。植入后的干细胞立刻形成两种常见的、重要的神经元类型,它们分别与大脑中“指挥”行为、情感、学习、记忆、成瘾和许多其他精神问题的化学物质GABA或乙酰胆碱能神经元进行有效沟通,并响应来自大脑的化学指令,开始特化并与海马中的适当细胞相连接。测试证实,这些接受干细胞移植后“连接”成功的小鼠,常规学习和记忆能力得到了有效恢复,评分明显优于那些依然丧失“学习和记忆”能力的小鼠,尤其在“水迷宫”测试中,干细胞移植成功的小鼠对迷宫的设置记忆清晰,应对自如,而对照组小鼠面临迷宫则慌作一团,不知所措。

干细胞移植研究的终极目标是通过细胞替代来修复大脑损伤。张素春指出:“虽然结果很诱人,但目前干细胞治疗还不大可能立即产生效应,因为许多精神疾病,你都不知道是大脑的哪部分出现了问题。新研究更有可能即刻应用于构建药物筛查模型。”

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