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Stem Cell Reports:科学家成功利用在体电场刺激引导神经干细胞定向运动
作者: 来源:生物谷 2017-07-19

  7月11日,Cell旗下的《Stem Cell Reports》杂志作为推荐文章正式刊发仁济医院神经外科和美国加州大学戴维斯分校(University of California Davis)合作的一项研究成果“Electrical Guidance of Human Stem Cells in the Rat Brain”。该成果是世界上在生物体内首次成功应用电信号激活和诱导移植干细胞的定向运动,被认为是电刺激应用于再生医学研究及后期临床应用中至关重要的一步。在干细胞的“供给”变得丰富的情况下,如何有效地激活并引导移植的干细胞到相应的损伤区域、从而发挥作用,日益成为亟待解决的难点。本项合作研究成果为此提供了一套全新的方法和技术,为神经损伤的修复和组织再生带来新的治疗思路。

  该项研究先是移植人神经干细胞(绿色荧光标记)到大鼠脑内特定区域,通常此区域所有的干细胞都会往嗅球方向移动。而加用了电场刺激之后,可以发现细胞克服了原来内生的、诱导细胞往嗅球方向运动的所有信号,开始向反方向运动。研究过程中的电流强度、脑电活动、副反应情况,以及移植细胞的长期生存、分化情况,都做了全面监测和观察。

  据悉,该课题是冯军峰博士在美国博士后研究期间,在通讯作者Min Zhao教授的指导下,联合了多个研究组开展的。首先,开发出有效并且安全的生物体内电刺激模式(获美国专利),然后再对移植到大鼠脑内的人神经干细胞进行电刺激,激活并诱导它们定向迁移。整个研究过程克服了电场刺激的有效强度控制、副作用的消除、电极材料的选择、相关手术操作、细胞示踪、组织和行为学验证等多项技术难点,取得满意的实验结果。研究成果最先于6月29日在线发表,迅速被TheScientist、ScienceDaily、MedicalXpress、NeuroscienceNews、ScienceNewsLine、NewsMedical等众多科学媒体所关注,许多来自于神经科学、干细胞研究、生物工程等领域的研究人员做了转发和点评。仅半个月时间,文章的受关注指数(Almetric)已高达98,位于所有统计关注度的论文的前3%。Stem Cell Reports杂志中已发表的所有论文中,本项研究仅在线半个月的关注度已经列于前5%。

  据论文第一作者、仁济医院神经外科副研究员冯军峰博士介绍,干细胞一直是再生医学研究领域中的热点,因其具有很强的再生能力去修复受损组织,被认为是治疗各种严重创伤及退行性病变的未来趋势。该研究成果则为实现这一设想奠定了坚实的实践基础。共同作者之一、神经外科江基尧教授则指出,该项研究运用电刺激这一物理学方法,是传统的药物治疗方式所难以企及的,仁济医院神经外科、上海市颅脑创伤研究所对于颅脑创伤的物理干预治疗始终走在世界前列,无论是低温脑保护的研究和临床应用,还是右正中神经电刺激昏迷促醒的临床研究,以及如今取得的电刺激在创伤修复再生中的突破性研究,都广受国内外学界的高度关注。