港大醫(yī)學(xué)院和城大的聯(lián)合研究團隊培育出其具癒合能力的人類神經(jīng)幹細(xì)胞,有望為脊髓損傷治療帶來新機會。
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港大。資料圖片
是項研究得到香港研究資助局優(yōu)配研究金支持,研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表於綜合性期刊《Advanced Science》(按此瀏覽期刊文章)。
外傷型脊髓損傷通常由車禍、跌倒或運動相關(guān)的意外造成,傷口及周邊神經(jīng)元逐漸退化,對病人的運動及感知能力有不同程度影響,情況嚴(yán)重的病人,有可能會永久性癱瘓或衷失某些感知能力。目前,脊髓損傷並無有效的治療方案,由於創(chuàng)傷面及附近長出的膠質(zhì)疤痕組織猶如一道屏障,阻礙神經(jīng)元再生,再加上未受損神經(jīng)元自然再生能力甚低,而成年人內(nèi)亦缺乏脊髓神經(jīng)幹細(xì)胞,令運動能力和感知能力難以恢復(fù)。

香港城市大學(xué)。資料圖片(圖片來源:星島日報)
現(xiàn)時被視為有希望的治療方案,是把從人類多能幹細(xì)胞提取的神經(jīng)幹細(xì)胞移植於創(chuàng)傷面,以補充脊神經(jīng)元缺失,有利連結(jié)自身的神經(jīng)元而促使脊髓恢復(fù)。然而,創(chuàng)傷面的環(huán)境不利於神經(jīng)元的形成,反而有利於星形膠質(zhì)細(xì)胞,局限了移植神經(jīng)幹細(xì)胞的治療效果。因此,大多數(shù)移植研究均採用雞尾酒療法,將生長因子包裹在細(xì)胞外基質(zhì)中,提高在脊髓損傷大鼠模型中神經(jīng)幹細(xì)胞的生存能力和神經(jīng)激活力量。但要令神經(jīng)幹細(xì)胞成熟和恢復(fù)功能過程漫長,因此有需要尋求更有效益的移植方法,消除內(nèi)、外在的阻礙以便有效治療脊髓損傷。
研究團隊發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)幹細(xì)胞中遞減的轉(zhuǎn)錄因子SOX9(性別決定區(qū)Y框蛋白9)基因表逹與運動神經(jīng)方向的神經(jīng)譜系高度相關(guān);同時,在神經(jīng)幹細(xì)胞中,SOX9基因含量大約減半會促進運動神經(jīng)的形成,可是SOX9表達(dá)量進一步降低,會減弱細(xì)胞的存活和更新能力。這些發(fā)現(xiàn)表明了SOX9分量會影響神經(jīng)幹細(xì)胞中的神經(jīng)形成起始、自我更新、存活的能力。這些在表達(dá)50%SOX9蛋白的人類神經(jīng)幹細(xì)胞中增強神經(jīng)元效能部分歸因於葡萄糖消耗的減少。這些神經(jīng)元性和代謝特性在SOX9減少神經(jīng)幹細(xì)胞在大鼠脊髓損傷部位移植後保留,而不需要額外加添生長因子,顯示傷口狀況並不影響神經(jīng)幹細(xì)胞的新陳代謝狀熊和神經(jīng)元分化屬性。

港大。資料圖片(圖片來源:星島日報)
重要的是,神經(jīng)幹細(xì)胞帶有半劑量的SOX9表達(dá)很好地融合於移植的環(huán)境,顯著地分化成為運動神經(jīng)元,減輕膠質(zhì)疤痕以利於長距離神經(jīng)細(xì)胞軸突的生長,輿自身的神經(jīng)連結(jié),以及顯著提升受體動物的步行和溫度感知能力。團隊從大鼠研究結(jié)果驗證,半劑量的 SOX9表達(dá)可以克服傷口及周圍環(huán)境及身體自然的局限性,並具增強治療潛能。為使研究結(jié)果能推進至脊髓損傷病人移植治療的臨床使用,團隊未來將集中研究在神經(jīng)幹細(xì)胞中將 SOX9的活性或表逹量減半的基因策略。
港大醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)學(xué)院副教授張知恒博士表示:「我們的研究揭示了一個全新的範(fàn)式的治療策略,藉著基因靶向激活體內(nèi)天然機制,以提升針對神經(jīng)幹細(xì)胞治療脊髓損傷的潛能。此方法改變了移植物在傷口的反應(yīng),強化的神經(jīng)元方向分化、存活和整合能力,以及減少神經(jīng)膠質(zhì)疤痕形成,將為脊髓損傷患者提供更有效的幹細(xì)胞治療方案。」
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脊髓損傷(Spinal cord injury, SCI)造成神經(jīng)損傷,而此損傷環(huán)境對SOX9基因表達(dá)有利;半劑量SOX9的神經(jīng)幹細(xì)胞移植體獲得獨特的內(nèi)在能力,激活神經(jīng)新生及長距離軸突的生長,連結(jié)宿主的神經(jīng),恢復(fù)SCI動物的的步行和感知能力。