圣大科学家联合瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员首次发现,在哺乳动物体内可以有目的地创建中枢神经系统细胞,来执行其通常功能,并在受伤时修复受损的脊髓。事实证明,脊髓中央管内壁的细胞可以转化为少突胶质细胞——它们形成了神经细胞轴突周围的“绝缘材料”。这项工作的成果发表在著名科学杂志《科学》上。

f1large

专业的神经科学家很清楚,“神经细胞无法修复”这句话只是针对不必要压力的幼稚警告,与科学事实无关。即便在成年人的大脑中,神经发生(即新神经元的形成)也仍在进行。此功能足以保持认知功能正常,但不能修复例如在车祸中脊椎受伤的驾驶员的脊髓。受伤后,神经组织出现“神经胶质”疤痕,脊髓的先前功能无法完全恢复。

尽管如此,在脑干细胞研究领域的先驱乔纳斯·弗里森(Йонас Фризен)教授的带领下,来自卡罗林斯卡学院和圣彼得堡国立大学的研究小组领先一步,研究如何恢复生物体内中枢神经系统受损的组织。科学家使用转基因技术在小鼠身上进行了实验,实验表明,在小鼠遭受各种脊髓损伤的情况下,可以可控地触发成熟的少突胶质细胞的形成,这将履行其对受损组织神经细胞轴突髓鞘化的功能。少突胶质细胞将其突出部包裹在神经细胞的轴突周围,形成所谓的髓鞘。髓鞘是一种特殊的“绝缘材料”,可促进神经冲动在中枢神经系统中快速传播。

少突胶质细胞的产生来自于在脊髓中央管内的室管膜细胞。为此,科学家使用遗传技术在这些细胞中人工诱导了一种特殊蛋白质的出现,即转录因子Olig2,该蛋白质通常控制着胚胎发育过程中中枢神经系统中少突胶质细胞细胞形成特定特性(分化)的程序。

“很可惜,神经系统的恢复过程非常有限,”论文作者之一,传播生物医学研究所突触生物学实验室负责人,圣彼得堡国立大学以及卡罗林斯卡学院教授奥列格·舒普利亚科夫(Олег Шупляков)说。“我们知道原始的脊椎动物,例如蝾螈,天生具有这种能力,而人类则没有。也许得益于未来的科学研究,我们将能够完全修复对人类中枢神经系统中的损伤。”

研究人员下一步将对引发脊椎动物各种形态的神经细胞分化的程序进行详细研究,并开发有助于人类中枢神经系统损伤和神经退行性疾病后恢复中枢神经系统功能的医疗技术。

当下,圣彼得堡国立大学传播生物医学研究所的科学家正在与欧洲最大的医学院之一卡罗林斯卡学院的同事们积极合作。他们在合作协议的框架内进行联合研究,并制定培训年轻专业人才的计划。

“在《科学》杂志上刊文是国际学术合作的一个优良范例。比起单个实验室,共同工作和思考可以解决更宽泛的问题,运用跨学科方法,获得世界级的成果。几年来,圣彼得堡国立大学传播生物医学研究所一直在努力寻找修复脊髓功能和大脑功能的新方法,并研究细胞重新编程和分化细胞的新方法。在这项工作的框架内开发的独特遗传技术将为这些领域提供新的动力,使研究所的专家运用新的方式解决现代生物医学的关键问题,” 圣大皮罗戈夫传播生物医学研究所所长,拉乌尔·盖涅津诺夫(Рауль Гайнетдинов)教授说。

此项研究得到了圣彼得堡国立大学资助第51132811号项目的支持。