第04版:科技前沿 PDF版下载

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■本期观察 李 涛 薛 天 杨 飞

脊柱嵌“管”
体内装“灯”
自身藏“宝”

脊柱嵌“管”——

恢复运动功能

脊髓受损,必然会影响运动功能,科学家一直在努力研究高效的修复方法。前不久,美国加州大学的研究人员利用3D打印技术,制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架,成功帮助脊髓严重受损的大鼠恢复了运动功能。相关研究发表在《自然·医学》杂志上。

这一支架模仿中枢神经系统结构设计,中间为H型结构,周围则是数十个微小通道,用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。研究人员将装有神经干细胞的支架移植到大鼠脊髓严重损伤的部位,几个月后,新的脊髓组织在损伤部位完全再生,并与宿主脊髓有效连接,大鼠后腿的运动功能得到显著改善。

研究人员称,3D打印支架提供了一种稳定的物理结构,能够保证植入的干细胞免受损伤部位毒性及炎症环境的影响,并帮助轴突完全穿过病变部位。这一实验的成功,表明他们已向修复人体脊髓损伤的目标迈出了关键一步。相信在不久的将来,这一方法也可应用于人类。

体内装“灯”——

激活神经细胞

体内装盏“灯”就成功恢复了大鼠的神经功能是不是很神奇?美国西北大学的研究人员发表在《自然》杂志上的一项研究称,他们开发了一个微型生物光电子系统,可用于治疗器官功能障碍。

研究人员将这个系统和若干互联组件,包括一个传感器、一对微尺度LED等,植入患有膀胱功能障碍的大鼠体内,再“引入”对光信号敏感的视蛋白。借助病毒载体,这些视蛋白得以在神经细胞中表达,使神经细胞的活动能够被光信号开关所控制。

实验显示,该系统能够实时自动识别病理类型,并触发LED以光遗传学方式刺激特定的膀胱神经做出反应。尽管体内有盏“灯”,但大鼠并没表现出不适应,还真靠着这套系统恢复了正常膀胱功能。

研究人员表示,目前还需要进一步的测试和适当的比例扩展,才有可能将该系统应用于人类。如果光遗传学的方法真能用于临床,该技术原理就有望带来较为广泛的生物学应用。

自身藏“宝”——

修复损伤器官

在现代医疗实践中,通常使用的组织植入物并非来自患者自身,因而存有潜在的免疫系统排斥反应及相关风险。以色列特拉维夫大学研究团队成功地用转化患者自身干细胞创造了器官的组织植入物,从而最大限度地降低了上述风险。

这个团队将脂肪细胞转化成干细胞,并将其培养成用于治疗心脏和大脑等各种器官损伤的组织。基于完全取自受试者的细胞,他们已培养出首批个性化的组织植入物。在动物实验取得成功后,他们希望很快进行人体试验。

研究人员表示,他们有能力将脂肪组织细胞分化为不同的细胞类型,并将其培养成用于心脏、脊髓、皮质等各种组织植入物来治疗不同的疾病。相信这项新技术成熟后,可用于获取任何组织植入物,有效再生任何患病或受伤的器官,如有病的心脏、受创伤后或患帕金森病的大脑、受损后的脊髓等。

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