华人教授J Neurosci发文：一种能帮助恢复中风后大脑功能的新方法

埃默里大学的神经科学家于山平（Shan Ping Yu）说，细胞移植疗法为中风后的恢复提供了一种有希望的途径，但是移植后的细胞面临严峻的环境，自由基和促炎性细胞因子水平升高，血液供应受损，神经连通性下降。他和他的同事希望能建立一种新方法，帮助干细胞在植入后与宿主神经回路整合。

这一研究发现公布在Journal of Neuroscience杂志上。

科学家早就知道，刺激移植的神经干细胞能帮助它们分化为神经元，与附近的宿主细胞连接。为此许多研究人员希望利用光遗传学激发移植的干细胞，但是由于光在致密组织中的传播很差，因此该技术要求研究人员将激光照射到受试者的大脑中。因此在这项研究中，研究人员转而使用一种能使萤火虫和水母发光的酶：萤光素酶。于教授表示：“这些蛋白质自身可以发光，因此它们不需要光源。”

首先，研究人员将源自诱导性多能干细胞（iPSC）的神经祖细胞注射到中风小鼠模型的大脑中。这些细胞经过基因工程改造后可以表达一种融合蛋白，称为发光蛋白3（LMO3），该融合蛋白是由生物发光酶Gaussia荧光素酶和光敏蛋白VChR1合成的。LMO3通过物理光或称为CTZ的分子而激活，该分子可以通过鼻子无创地输送到大脑组织中。融合蛋白可以连接到神经元的兴奋性或抑制性通道上，刺激或抑制细胞功能。于教授等人称这种新技术为“光化遗传学（optochemogenetics，生物通注）”。

研究人员每天用CTZ治疗部分注射iPSC的小鼠，而另一组则接受光刺激。与移植到没有受到任何刺激的小鼠体内的细胞相比，两组经过治疗的动物的细胞与周围神经元的连接更多。而且受CTZ或光刺激的细胞还生长了更多的绝缘轴突，神经元之间的信号传输速率增加了，也更好地修复了丘脑和皮层之间受损的连接。

一系列的行为测试表明，经过治疗的小鼠在数周内也恢复了之前丧失的感觉运动功能，除其他参数外，还显著改善了其敏捷性。

于教授说：“在某些任务上，它们甚至可以恢复到正常的（中风前）水平，这是非常令人兴奋的结果。”

德州大学生物医学研究所的神经科学家Marcel Daadi说，促进细胞存活仍然是基于干细胞的中风治疗的主要挑战。能够通过鼻腔给药来刺激干细胞是“确保药物广泛分布，刺激几乎所有移植细胞的聪明方法。”

Daadi说，如果这种方法证明对人类可行，那么也可以用于除中风治疗之外的其他应用，例如，帮助重建因帕金森氏病或脑外伤而受损的神经回路。