主题:脊髓

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Nature重大成果:瘫痪康复或指日可待

 一项由美国国立卫生研究院提供部分经费、在大鼠中完成的研究显示,一种新的化合物在促进脊髓损伤后的功能修复中显示出非凡的前景。这一被研究人员命名为ISP的化合物使得超过80%的测试动物瘫痪的肌肉激活。这项重大的研究成果发表在12月3日的《自然》(Nature)杂志上。 

这项研究的高级研究员、凯斯西储大学医学院神经科学教授Jerry Silver说:“对于数百万的人们有可能在某一天能够重获脊髓损伤过程中丧失的运动能力,我们感到非常的兴奋。”

每年,有成千上万的人因脊髓损伤而瘫痪。损伤挤压并切断了脊髓神经细胞的长轴突,阻断了大脑和身体之间的通讯,导致了损伤部位以下瘫痪。 

论文的主要作者、Silver博士实验室研究生Bradley Lang凭直觉,提出了一个想法即设计出一种在无需触及愈合脊髓的情况下帮助轴突再生的药物。

Lang博士说:“最初这只是我们在实验室中探讨的一个边缘项目。” 

脊髓损伤后,轴突会设法越过损伤位点来连接其他的细胞,但损伤后形成的瘢痕会对其造成阻碍。以往的一些研究表明,当轴突中的蛋白酪氨酸磷酸酶σ(PTPσ)与填充瘢痕的一类糖蛋白——硫酸软骨素蛋白聚醣相互作用时,会阻止轴突移动。

Lang博士和同事们设计出了ISP来阻断这种酶,并促进药物药物进入大脑和脊髓。将这一药物注入到瘫痪小鼠损伤位点附近的皮肤下在一定程度上恢复了轴突生长,改善了运动和膀胱功能(延伸阅读:Science医学:让瘫痪患者恢复行走)。 

NIH下属国立神经疾病和中风研究所项目主任Lyn Jakeman博士说:“当前没有任何的药物疗法可以改善患者脊髓损伤后非常有限的自然恢复。这是朝着鉴别出一种新型药物来帮助人们康复迈出的重大一步。”

最初,研究人员的目的只是了解PTPσ与硫酸软骨素蛋白聚醣互作阻止轴突生长的机制。他们设计了一些药物来模拟PTPσ一个关键组成部分的楔形形状。针对培养皿中生长的神经元以及不能穿过的蛋白聚糖障碍进行了不同的设计测试。他们证实用ISP处理可以释放轴突生长。 

Silver说:“这真是令人惊叹。轴突不断地在生长。”

接下来研究人员在脊髓损伤的大鼠模型中测试了这种药物的潜力。在7周时间里他们将这一药物或一种安慰剂注入到大鼠损伤位点的附近。数周后,接受药物治疗的大鼠行走和排尿得到改善,而安慰剂治疗却没有任何效应。这些结果表明,药物传送进入到了大脑和脊髓中。 

当研究人员在显微镜下观测脊髓时,发现药物诱导了利用神经化学物质血清素进行通讯的轴突出芽。他们在损伤位点下看到了出芽轴突。用一种血清素通讯阻断剂处理某些大鼠,可部分逆转ISP注射的有益效应,表明新出芽的轴突帮助了大鼠复原。

这种ISP药物并没有引起已知控制运动的脊髓轴突越过瘢痕,重新连接损伤位点上方的脑神经。Silver和同事们认为这意味着ISP诱导的轴突出芽是通过增加少数剩余的完整轴突发送的信号来帮助了小鼠恢复。 

Silver说:“这非常具有前景。我们现在拥有了一个可单独作用或是与其他治疗组和来改善许多人生活的药物。”他和同事们正在寻求在临床前试验中测试这种ISP药物。

日期:2014年12月4日 - 来自[技术要闻]栏目

三维结构脊髓组织为移植脊髓治疗疾病提供新希望

    近日,来自德国德累斯顿工业大学等处的研究人员通过研究首次实现了利用小鼠胚胎干细胞在体外成功构建了三维的脊髓结构,相关研究成果刊登于国际杂志Stem Cell Reports上。
  脊椎动物的神经系统源于神经管的发育所成,而神经管则是脊椎动物脊髓和大脑分化的基础。
  很多年以来研究人员一直致力于在分子水平上研究墨西哥蝾螈的再生潜力,机体损伤后墨西哥蝾螈可以实现脊髓和其它器官的再生而且再生后的组织具有完全的功能。然而哺乳动物比如人类就不能实现机体器官的再生。
  西哥蝾螈脊髓的再生会形成和胚胎脊髓类似的三维结构,由于其在组织中的位置,再生脊髓中的功能性细胞就会在恢复的组织中发挥作用,这项研究中研究者将墨西哥蝾螈的机体再生潜能成功地运用到了哺乳动物机体中。
  在三维基质中培养诱导器官是干细胞方面的重要研究。
  单一的小鼠胚胎干细胞可以嵌入到三维基质中,并且在神经分化的培养基中生长从而促进神经上皮包囊的发育,这些包囊会沿着神经轴在中脑和后脑中定植,而研究者的目标则是在体外实现脊髓的产生,研究者Andrea Meinhardt说道,为了达到目的我们将类维生素A加入到3D培养基中,其不仅可以促进神经组织转变成为脊髓,而且可以诱导信号中心的形成用于形成组成脊髓的所有不同的细胞类型。
  本文中研究人员首次在体外成功构建了标准的胚胎神经管,而该研究也为后期成功构建三维结构的脊髓组织,用于在人类机体中移植脊髓治疗疾病提供了一定的希望和帮助。(药品资讯网)

日期:2014年11月3日 - 来自[神经科]栏目

鼻子里的细胞可以治好瘫痪

38岁的保加利亚男子德里克·菲迪卡因刀伤胸部以下瘫痪,经嗅鞘细胞移植治疗后,能在支架辅助下再次行走驾车,好似重生。而嗅鞘细胞的来源,竟然是鼻子!研究人员称,这一“突破性”治疗为脊柱损伤患者带来希望,脊髓损伤是不治之症将变成历史。

有何作用

促进中枢神经再生

美国医学期刊《细胞移植》21日刊登菲迪卡的治疗情况。英国伦敦大学神经学院教授杰弗里·雷斯曼和波兰弗罗茨瓦夫大学医院的外科医生合作,从菲迪卡的鼻腔取出用于感知气味的嗅球,而后把其中的嗅鞘细胞移到脊髓,在两个脊柱之间受损的地方搭建“神经桥”。

雷斯曼说,神经移植给受伤脊柱“搭桥”常见于动物研究,这是首次在人类临床中使用嗅鞘细胞。

嗅鞘细胞具有神经营养等作用,是促进中枢神经再生的理想候选细胞。

嗅鞘细胞是存在于外围神经系统与中枢神经系统的一种特殊的胶质细胞,它们连同嗅神经纤维细胞,形成连接鼻粘膜与嗅球之间的神经纤维束。

研究报告说,当携带气味的神经纤维受损时,会由重新进入嗅球的新神经纤维取代。在这个过程中,嗅鞘细胞的功能是再度开启嗅球表层,让新的神经纤维进入。雷斯曼与他的小组为此认为,把嗅鞘细胞移植至受损的脊髓,会促使受损的神经纤维再度生长。

雷斯曼研究团队发表声明说,嗅鞘细胞和嗅神经纤维细胞看来能共同起作用,但它们之间相互作用的机制尚不清楚。

菲迪卡被认为是世界上第一例从脊神经损伤完全恢复的患者。他现在不仅能依靠拐杖行走,还能驾车,他的下肢已恢复了知觉。

雷斯曼和他的研究团队准备在三到五年内再对三到五名患者重复嗅鞘细胞移植手术。雷斯曼说,研究人员将进一步优化治疗过程。

如何大量获取

皮肤毛囊中都可产生

过去25年来,人们一直认为嗅鞘细胞是由鼻内膜形成的,但英国科学家一项研究显示,嗅鞘细胞有着不同的起源。

理论上讲,可以利用病人鼻子中取出的内膜组织,在培养皿中生长出嗅鞘细胞来,然后移植到损伤的脊髓中就能促进神经修复,而无需担心任何排异反应。但这种方法得到的细胞数量太少,不能为治疗提供足够的来源。

英国剑桥大学发展与神经科学生物系的克雷尔·贝克博士说:“鼻内膜中的嗅鞘细胞太少了,其中还包裹着周边神经纤维。很难从鼻内膜中提纯出足够的嗅鞘细胞,进行有效的移植治疗。”

一项新研究发现,嗅鞘细胞和其他包裹着神经纤维的细胞一样,源自一种名为神经嵴细胞的胚胎干细胞。而成人皮肤和毛囊中都含有神经嵴细胞,这为在实验室大量培养嗅鞘细胞提供了可能。贝克博士说,下一步需要研究如何把这些干细胞转变为嗅鞘细胞,这可能要花几年的时间。

意义在哪

更多瘫痪者能治愈

中枢神经系统由脑和脊髓组成(脑和脊髓是各种反射弧的中枢部分),是人体神经系统的最主体部分。中枢神经系统接受全身各处的传入信息,经它整合加工后成为协调的运动性传出。而瘫痪,就是由于神经技能发生障碍,身体一部分完全或不完全地丧失运动能力。

尼科尔斯脊髓损伤基金会的创始人大卫·尼科尔斯则表示,从来没有想过受损的中枢神经竟然能恢复。他指出,医学界普遍认识到神经纤维无时不刻都在恢复再生,但脊髓损伤会阻止其再生,有的是因为伤疤太大,有的是因为中枢神经上破了一个大洞。

他补充道,为解决这两个问题,一般会重新将病人的伤疤打开,在破损处想办法架构一条新线路,以保证神经通道的顺畅,这样神经纤维才能慢慢恢复。

雷斯曼则指出,移植嗅鞘细胞,可以让人类跳过了移植塑性材料的弯路。他表示,世界上受瘫痪困扰的人数相当庞大,如果全世界都能共同研究和改进这项技术,脊髓损伤是不治之症将变为历史,更多瘫痪者能治愈。

日期:2014年10月28日 - 来自[克隆与干细胞研究]栏目

ISIS 脊髓性肌萎缩症药物 ISIS-SMNrx 将进入 3 期试验

Isis 制药启动了 ISIS-SMNrx 的一项 3 期试验,继续将款用于治疗罕见脊髓性肌萎缩症的药物往前推进,而此时,其合作伙伴百健艾迪可以考虑是否冒险介入这一项目。

这款药物是一种反义治疗药物,旨在提升蛋白质 SMN 的产生,SMN 的缺乏会危及负责肌肉生长与功能的神经细胞,导致致命的脊髓性肌萎缩症。该公司目前正在一项 3 期研究中招募大约 110 名患有脊髓性肌萎缩症的婴儿,计划测试 ISIS-SMNrx 能在多大程度上改善生存期,该公司表示今年它正按计划启动在年龄更大脊髓性肌萎缩症儿童身上进行的第二项后期试验。

2012 年,该公司与百健艾迪签订了一项 2.99 亿美元的协议,该协议包含了四种反义药物,这款药物就是其中之一。根据协议,Isis 进行药物发现及早期开发,而百健艾迪在这四款反义药物到达某一开发阶段时有权收购每一款药物。对于 ISIS-SMNrx,截止期限是完成一项 3 期试验,留给百健艾迪大约 13 个月的时间来做决定。

目前,Isis 正指向一项 ISIS-SMNrx 开放标签 2 期研究的新数据,在这项研究中,以该药物 6mg 剂量治疗的婴儿获得平均 14 个月的无事件生存期,以该药物 12mg 剂量治疗的婴儿在耐受任何并发症之前获得平均 11.6 个的生存期。据 Isis 称,未经治疗患者的平均无事件生存期为 10.5 个月,据 Isis 称。

在今年初披露的 2 期结果中,这款孤儿药有良好的耐受性,对肌肉功能有剂量依赖性,Isis 如此表示。在治疗 9 个月时,依据亨墨斯密运动机能扩展量表,以最高药物剂量治疗的患者其肌肉功能改善平均得分为 3.7 分,亨墨斯密运动机能扩展量表用来检测脊髓性肌萎缩症患者的功能变化。

“在整个不同的脊髓性肌萎缩症患者人群中,包括患有该疾病的儿童及婴儿,肌肉功能得分增加的一致性及量效和时效增加的一致性是令人鼓舞的,”Isis 高级副总 Bennett 在一份声明中称。“根据对 ISIS-SMNRx 治疗婴儿的分析,在其脊髓组织观察到的 SMN 蛋白质增加表明,ISIS-SMNRx 正在以预期的作用机制起作用。”

日期:2014年10月14日 - 来自[药学研究]栏目

脊髓损伤国际展望探讨中国方案

 

本报讯 近日,WHO脊髓损伤国际展望中国实施方案及脊髓损伤残疾预防与控制研讨会暨第九届北京国际康复论坛脊髓损伤功能重建及呼吸功能障碍综合治疗分论坛会前会在中国康复研究中心举行。

会议围绕脊髓损伤国际展望(IPSCI),中国脊髓损伤的预防、治疗、康复和患者的权益维护进行了认真的研讨。国际卫生组织(WHO)官员 Pauline Kleinitz介绍了IPSCI在全球的实施状况;新西兰Burwood脊髓中心教授熊祥虎介绍了IPSCI产生的背景和意义;康复国际主席Jan A. Monsbakken发表了自己关于IPSCI的理解和建议。

会议期间,中国残联代表介绍了目前的中国残疾人政策;国际助残驻华代表、国内脊髓相关专家、中国政府残疾人政策制定相关领导、人民大学残疾人政策研究相关专家以及脊髓损伤患者代表就脊髓损伤的预防、治疗和康复以及残疾人的权益维护等进行了热烈讨论。

大会形成了《WHO脊髓损伤国际展望中国启动实施专家共识》。(张思玮)

《中国科学报》 (2014-10-08 第6版 医道)

日期:2014年10月8日 - 来自[待分类信息]栏目

HMG:开发出可有效治疗脊髓性肌萎缩症的新型药物


2014年9月18日 讯 /生物谷BIOON/ --有研究表明,每40个美国人就有1人是脊髓性肌萎缩易感基因的携带者,近日,来自密苏里大学的研究人员通过研究开发了一种新型化合物,其可以对患脊髓性肌萎缩的动物模型进行有效治疗,相关研究刊登于国际杂志Human Molecular Genetics上。

文章中,研究者Chris Lorson表示,我们的策略就是利用抑制子来抵御脊髓性肌萎缩症,文章中我们发现反义的寡核苷酸可以有效修复影响脊髓性肌萎缩症疾病的基因的表达,其或许可以作为抵御脊髓性肌萎缩症的疗法,。

在脊髓性肌萎缩症患者机体中,脊髓运动神经元-1(SMN-1)处于突变状态,而且其缺少一种帮助恢复肌肉神经元功能的蛋白质,不幸的是人类存在同样拷贝的基因SMN-2,因此研究者就将以该基因的特殊遗传序列为靶点来编辑该基因,从而帮助恢复肌肉神经元的功能。

通过对小鼠进行研究,研究者发现,靶向药物可以改善小鼠的生存率,高达500%至700%,而且对脊髓性肌萎缩症的改善率也高达90%。尽管当前并没有脊髓性肌萎缩症的有效疗法,但是研究者在研究脊髓性肌萎缩症的路上又迈进了一大步,相关研究由美国国立卫生研究院提供资助。(生物谷Bioon.com)

本文系生物谷原创编译整理,欢迎转载!转载请注明来源并附原文链接。谢谢!

日期:2014年9月18日 - 来自[技术要闻]栏目

绕过损伤脊髓刺激下肢神经:截瘫者有望重新行走


因脊髓损伤致神经被截断的患者,其脑部指令无法通过神经传递至腿部肌肉,就会导致步行障碍。

日本研究人员开发出的一项新技术,可绕过受损的脊髓对腰部脊髓进行刺激,利用这项技术,截瘫患者今后也有可能迈开双腿。

日本自然科学研究机构生理学研究所日前发表公报称,该所副教授西村幸男率领的研究小组利用电脑读取脑传递到上肢肌肉的信号,然后配合这种信号对腰部脊髓进行磁刺激,从而绕过受损的脊髓,将脑与腰部脊髓的步行中枢联系在一起,成功实现了对下肢步行运动的自由控制。

腿部的运动节奏和左右肢交替运动的模式,要由腿部多块肌肉进行复杂的协调,并且要左右腿合作。这种复杂的肌肉活动是由位于腰部脊髓的下肢步行中枢来掌控的。人类步行时,脑会向下肢步行中枢发出指令,控制步行模式。

研究人员注意到,脊髓损伤所导致的截瘫,多是由脑与下肢步行中枢之间的神经联系被切断所导致,脑和下肢步行中枢都没有丧失功能,只是目前尚无法修复损伤的神经。

研究人员以健康人为对象,在他们手臂上安装电极,利用肌电图读取从脑传递给上肢肌肉的信号,并利用计算机对信号加以处理,将其转变为刺激脉冲,然后将刺激脉冲传递到放置在腰部皮肤表面的磁线圈,刺激下肢步行中枢。结果,在接受测试者的下肢处于放松状态下,成功诱发了下肢步行动作。而在接受测试者摆动上肢时,通过这种“神经旁路”,下肢也配合手臂的摆动出现了步行动作。

西村幸男说:“这项技术显示,脊髓损伤的患者有可能利用自己残存的机能,无需手术就能重新自由步行。不过,目前的课题是腿部遇到障碍物时如何避开以及如何保持站立姿势。”

相模女子大学、福岛县立医科大学、千叶大学的研究人员也参与了此次研究。这一成果的论文已刊登在新一期美国《神经科学杂志》网络版上。(生物谷Bioon.com)

原文链接:http://tech.sina.com.cn/d/2014-08-18/15039559894.shtml

日期:2014年8月21日 - 来自[神经科]栏目

科学家首次用光照射脊髓控制身体运动

科技日报讯 美国麻省理工学院(MIT)神经科学家首次通过光基因学技术实现了对动物肌肉运动的控制。他们用蓝光照射清醒小鼠的脊髓,小鼠的两条后腿就都不能动了。研究人员认为,这一成果提供了一种新方法,帮人们研究复杂脊髓线路是如何协调运动与感受过程的。相关论文发表在近日出版的《公共科学图书馆·综合》(PLoS One)上。

据每日科学网站6月26日报道,本研究由MIT麦戈文脑研究所教授埃米利奥·比奇负责。以往,神经科学家通过电刺激或药理介入控制神经元的活动,以弄清楚它们的功能。这些方法揭示了许多关于脊髓的信息,但还没有一种能精确控制特定类型神经元的方法,本研究探索了用光基因学技术研究抑制性中间神经元的功能。这种神经元与脊髓中其他神经元一起形成了回路,执行脑发出的命令,并向脑传送来自肢体的感觉信息。

光基因学技术是通过基因编程,让某类神经元能表达一种叫做视蛋白(opsin)的光敏蛋白。视蛋白是一种离子通道,是调解神经元电活动的“泵”。受到光照时,一些视蛋白的活动会被抑制,而另一些会被激活。

脊髓中的抑制神经元能阻止肌肉收缩,肌肉收缩是保持平衡、协调运动的关键。比如拿一个苹果送到嘴边,肱二头肌收缩而三头肌舒张;在睡眠的快速眼动期间(做梦时),肌肉的抑制状态也和神经元抑制有关。

MIT神经科学教授冯国平(音译)用转基因技术培养出一种小鼠,它们的抑制脊髓神经元都能表达一种叫紫红质通道蛋白2的视蛋白,这种蛋白受蓝光照射会激活神经活动。实验中小鼠能自由运动,研究人员对小鼠脊髓不同位点进行了照射,观察激活神经元有什么效果。

“当胸椎部分的抑制神经元被激活时,小鼠两条后腿立即停止运动,这表明对胸椎神经元的抑制能一路传递到脊髓末梢。”麦戈文脑研究所博士后维托里奥·卡吉诺说。他们还发现,激活抑制神经元对肢体感觉信号的传递和正常的神经反射并无影响。

“光基因学的用途也带来了一些有趣问题。”美国德雷克赛尔大学神经生物学与解剖学教授西蒙·吉斯特说,“比如这种机制会不会成为一种全脑性的‘致命开关’,抑制神经元会不会发展成模块,让人们能更自由地选择运动模式?”

但本研究也显示了光基因学的益处,MIT小组希望继续用它来探索其他类型的脊髓神经元,并研究大脑指令对这些脊髓线路有何影响。(常丽君) 

日期:2014年7月1日 - 来自[技术要闻]栏目
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