基因疗法有望修复因中风而受损的脑组织

研究人员利用基于NeuroD1的新型基因疗法，将小鼠神经胶质细胞转化为神经元(红色)。

当一个人因为供应大脑的血管堵塞而中风时，一场生命与时间的赛跑就开始了。除非在症状出现后的几个小时内进行溶栓治疗，否则患者的大脑内就会有大量的神经元死亡，瘫痪或其他残疾随之而来。人们一直在寻找替代死亡神经元的方法。由于基因治疗的出现，科学家们已经取得了一些令人鼓舞的进展。

《分子治疗》发文称，宾夕法尼亚州立大学帕克分校的研究人员报告说，在缺血性中风的小鼠和大鼠模型中，基因治疗可以将大脑中的神经胶质细胞转化为新的、功能完善的神经元。且在获得新的神经元后，小鼠的运动和记忆能力也都得到了提高。

由宾夕法尼亚州立大学帕克分校的Gong Chen领导的研究小组，大约十年前就开始寻找替代大脑中死亡神经元的方法。此时，其他的研究人员已经能够将成纤维细胞重新编程成干细胞，并制造出新的神经元。尽管这项工作在当时很有创新性，但它主要是在培养皿中进行的。Chen和他的同事们想，为什么不对大脑中已经存在的细胞进行重编程呢？

他们将注意力转向了大脑中数十亿的支持细胞——神经胶质细胞。与神经元不同，胶质细胞能够进行分裂和复制。它们还能在脑损伤后存活并激活，留在伤口处并最终形成疤痕。在许多类型损伤后的大脑中也存在同样的过程，包括中风和阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病。

研究人员认为，神经胶质细胞可能是通过基因疗法替代死亡神经元的完美答案。2013年，Chen的研究小组证明，将大脑中的神经胶质细胞重编程为功能神经元是可行的。他们利用基因工程逆转录病毒传递了一种名为NeuroD1的神经转录因子（它可以在神经细胞中开关基因，帮助决定细胞命运）。新生成的神经元能够整合到大脑回路中，修复受损组织。但这里有一个主要的障碍：NeuroD1逆转录病毒载体只能对活跃分裂的胶质细胞进行重新编程。这表明这个策略可能无法产生修复中风后受损脑组织所需的大量新细胞。

几年过去了，改进的腺相关病毒载体（AAV）已经成为逆转录病毒基因治疗应用的主要替代品。这正是Chen的团队所需要的突破。无论胶质细胞是否分裂，AAVs都能对其进行重编程。

在这项新的研究中，Chen的团队在博士后Yu-Chen Chen的带领下，将这种新的基因治疗系统投入使用，效果相当显著。在缺血性中风的小鼠模型中，研究人员表明，通过优先靶向激活的、形成疤痕的胶质细胞，这种治疗方法可以使大约三分之一的神经元再生。这些激活的胶质细胞转化为神经元也保护了另外三分之一的神经元免受伤害。

对大脑切片的研究表明，替代的神经元功能完善，并似乎已经在大脑中建立了必要的神经连接。重要的是，新研究还表明，NeuroD1基因疗法能显著改善中风小鼠的功能恢复。在接受基因治疗的20至60天内，几项对小鼠前肢精细运动能力的测试显示，它们的运动能力提高了60%。研究人员还发现，小鼠从与中风有关的记忆缺陷中恢复的能力也有类似的改善。

虽然还需要进一步的研究，但在啮齿动物身上的发现提供了令人鼓舞的证据，表明在中风或其他损伤后修复大脑的治疗方案可能即将出现。

准确识别中风症状，迅速前往条件完善的医院，是抑制神经元损失的最佳策略。中风的症状包括：身体一侧突然麻木或虚弱、语言混乱、看东西或走路困难、不明原因的突然剧烈头痛等。在症状出现后的4小时内接受治疗，对后期的恢复至关重要。

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编译：花花 

审稿：三水 

责编：雷鑫宇

期刊来源：《分子治疗》

期刊编号：1525-0016

原文链接：

https://scienceblog.com/510869/gene-therapy-shows-promise-repairing-brain-tissue-damaged-by-stroke/

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