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英大学科学家利用基因疗法修复脊髓损伤

来源:学术经纬&英伦杂文趣事


脊髓就像是人体中的网线,一旦受损,受影响的肢体就会“网络不稳”,甚至“断网”,造成运动能力失调,乃至瘫痪等后果。每年,由于车祸或其他原因造成的脊髓受损不计其数,而这些患者的人生也就此走上了艰难的道路。


近日,发表在神经学期刊《Brain》上的一项研究,则让我们看到了修复脊髓受损的希望。来自伦敦国王学院(King's College London)的科学家们表明,他们使用基因疗法,让脊髓受伤的小鼠恢复了一度受损的运动能力!研究人员希望稍后将技术于人类试验,有望造福瘫痪病人。


伦敦国王学院心理学、精神病学和神经科学研究所(IoPPN)教授伯恩塞德(Emily Burnside)表示,脊椎严重受损后,脊髓会结出阻碍神经细胞之间重新联系的伤疤组织。她们以脊椎受损老鼠作实验,改变它们的细胞基因,令其产生一种“软骨素分解酵素”(chondroitinase),分解阻塞脊髓的疤痕组织,让神经细胞重新建立联系。


伯恩塞德(左图)研究基因疗法,让脊椎受损老鼠的脊髓细胞自我修复。


这一方案听起来简单明了,但在实际操作中却有几大技术瓶颈。首先,我们无法控制这些基因的表达水平。如果表达量过低,就起不到效果;如果表达量过高,就有可能出现其他问题。此外,在脊髓受伤后,体内敏感的免疫系统会毫不留情地抑制外来的基因疗法,影响它们的效果。


传统(左)与新型(右)基因疗法的设计


为了攻克这两大瓶颈,这支科研团队对基因疗法进行了巧妙的设计——他们给基因疗法装上了一个开关,只有在诱导下才能被激活。这意味着我们能对其进行控制,在合适的时间产生合适水平的软骨素。此外,他们也给这款基因疗法套上了伪装,让它能逃避免疫系统的攻击。


我们的方法能通过开关,精准地控制基因疗法的作用时长。这表明我们能对恢复时间进行优化,” 该研究的负责人Elizabeth Bradbury教授说道:“基因疗法仅需要一次注射,就能治疗多种脊髓受损。而控制基因疗法的开关能让我们在不需要基因疗法的时候,把它给关闭掉。”


在小鼠实验中,这套疗法收到了良好的效果。研究中,正常的小鼠会主动伸出右手,准确地抓住糖豆,并把食物塞入口中


普通小鼠能准确抓住糖豆(图片来源:《Brain》视频截图)


但脊髓受伤的小鼠,运动能力会大打折扣。在美食的诱惑下,它们依然会伸出手抓取食物。但受损的脊髓却让它们的动作变得颤颤巍巍,多次抓取都无法准确抓到糖豆,甚至把糖豆给拍飞。



脊髓受伤的小鼠抓不稳糖豆


而在基因疗法的作用下,研究人员们发现,小鼠的脊髓受损情况有良好的改善。短短几周,小鼠的简单运动能力就有所恢复。而经过了8周左右的治疗,小鼠的复杂运动能力也有了大幅提升——它们重新恢复了准确抓取糖豆的能力。


基因疗法治疗后,小鼠恢复了准确的抓取能力


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