陈功团队:修复大脑,造福人类(2)
2023-05-21 来源:飞速影视
作为一名长期从事大脑研究的神经科学家,陈功注意到,许多报道表明脑损伤和脑疾病会在神经元死亡的同时导致应激型胶质细胞的增加。“我们是否能将大脑内源性的应激型胶质细胞直接转变为功能性神经元用于脑损伤修复呢?”陈功提出了大胆的设想。
胶质细胞在人体大脑里比神经元数量还要多,分为好几种,其中一种叫做星状胶质细胞,它们和神经元一样都是由神经干细胞分化而成,所以在发育谱系上比较接近。星状胶质细胞对于维持大脑的正常功能起着重要作用,它们能吸纳有细胞毒性的小分子并保持水盐平衡,更重要的是,星状胶质细胞伸出的伪足是形成血脑屏障的关键。当大脑受到损伤或发生病变时,神经元和胶质细胞都会受到侵害。神经元通常会死亡或发生退行性病变,由于其不能分裂,所以一旦死亡,所执行的脑功能就可能永久性丧失。胶质细胞则不同,即便有些会死亡,但存活的胶质细胞会被损伤或病变激活并分裂增生,这些胶质细胞被称为应激型胶质细胞。
应激型胶质细胞是对脑损伤的一种保护反应,它们迅速渗入损伤部位,交织成一张防御网,阻止细菌和毒素侵袭损伤周围的健康组织。然而,遗憾的是这些胶质细胞在有效地控制损伤部位之后,并不会陆续撤离,而是长期占领损伤的脑组织,最终形成胶质疤痕并阻止神经元再生。“应激型胶质细胞就如同赶赴现场的警车、救护车,它们的到来是必要的,但如果前来救助的车辆堵在事发地不离开,那么这一事发现场就再也无法有车辆通行了。”陈功把脑损伤部位比作车祸现场。
为将胶质疤痕逆转变为有正常功能脑组织,陈功开启了一段奇妙的探索旅程。
团队合影
寻找转录因子:
NeuroD1带来的奇迹
如何将应激型胶质细胞转化为神经元?陈功从一位德国教授那里得到了一个可以表达Neurogenin2的质粒。已有研究表明,Neurogenin2可以把培养的小鼠胶质细胞转化为神经元。但当陈功团队把Neurogenin2表达到小鼠的大脑皮层里时,它却没有像在培养皿中那样显示出应有的转化功能。陈功敏锐地感到在体转化和体外培养的细胞在转化上可能有很大的不同,必须重新探索。
那么什么样的转录因子能够在大脑内进行在体转化呢?Neurogenin2在大脑早期发育过程中起重要作用,但在成熟大脑中表达很低。相反,有工作表明NeuroD1在成年小鼠的海马脑区对成年神经元的生成起着重要作用。陈功设想,在成年小鼠发生脑损伤后,是否可以用NeuroD1诱导新的神经元?
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