颅脑创伤(traumatic brain injury,TBI)是指发生于头颅部的外伤,以跌坠伤和撞伤最为多见,击伤次之,常发生于灾难、战争或交通事故中。TBI是神经外科领域常见的急症之一,特别是重型TBI,死亡率约为30%~50%;即使存活下来,几乎所有重型TBI患者均会遗留永久残疾。
颅脑创伤每年影响200万美国人,并导致脑细胞死亡和炎症。头部受伤的人通常会终身丧失记忆力,并会发展为癫痫病。
在我国,TBI的发生率和致死、致残率逐年攀升,据统计,中国TBI年发生率为55~64/10万,每年导致近10万人死亡,这对患者及其家人的生活可能造成毁灭性的影响。
在这项研究中,UCI团队将能够产生抑制性中间神经元的胚胎祖细胞移植到患有颅脑损伤的小鼠的大脑中,这种中间神经元是一种控制大脑回路活动的特定类型的神经细胞。
研究人员发现,移植的神经元迁移到损伤中,在那里它们与受伤的脑细胞建立了新的联系。 在治疗后的一个月内,小鼠表现出记忆力改善的迹象,例如能够分辨出盒子中有盒子与没有盒子的区别。就像从未遭受过脑损伤的老鼠一样。细胞移植还阻止了小鼠发展为癫痫病,而一半以上未接受新的中间神经元治疗的小鼠发展为癫痫病。
抑制性神经元至关重要地参与了记忆的许多方面,并且它们极易在脑损伤后死亡。 虽然我们不能阻止中间神经元的死亡,但令人高兴的是,我们可以替换它们并重建它们。”
UCI医学院解剖学和神经生物学助理教授Robert Hunt博士主持了这项研究。这并不是亨特和他的团队第一次使用神经元间移植疗法来恢复小鼠的记忆。 在2018年,UCI团队使用了类似的方法,但对新生小鼠也采用了相同的方法,以改善患有遗传疾病的小鼠记忆力。
虽然是一个新发现,但对于研究人员而言,这是令人激动的突破。
亨特说:“使脑损伤后死亡的神经元再生的想法是神经科学家长期以来一直在尝试的事情。” “但是通常,移植的细胞无法存活,或者它们不能迁移或发育为功能性神经元。”
当前,世界上没有针对头部受伤的干细胞治疗方法。如果小鼠中的结果可以在人类中复制,则可能对脑损伤、癫痫患者产生巨大影响。该团队的下一步计划是试验从人类干细胞中产生中间神经元,很值得期待。