图片来源：Mike Cohea, Brown University

撰文 | 何东明

责编 | 叶水送

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中风是全球人口的重要死因，是高致残的疾病，也是人类亟待解决的巨大医学难题。

华人学者于山平等人发表重要科研突破成果，图片截自，Journal of Neuroscience

7月2日，国际著名专业学术期刊《神经科学杂志》（Journal of Neuroscience）发表了于山平等学者的一项最新研究成果，研究者通过开创性的非侵入型“光化学遗传”方法，使得移植后的神经祖细胞能有效分化成多种成熟的神经细胞，并成功修复了中风模型小鼠的神经损伤与恢复其肢体运动等一些重要功能。

于山平指出：

该方法提供了一种相似的、移植后神经祖细胞分化为成熟功能细胞所必须的刺激，显著提高了移植后细胞分化与整合入宿主原有神经系统。

新研究设计方案，图片截自Journal of Neuroscience

那么，研究者是如何做到的呢？首先研究者将一种编码光敏蛋白（luminopsins）的基因转入诱导多能干细胞，并对其诱导分化获得神经祖细胞。当加入腔肠素（CTZ）这种常用荧光素酶底物后，其与光敏蛋白发生互作并发出特定的光。体外试验发现，它能与光刺激类似，能显著促进祖细胞分化为多种成熟神经元并参与生成轴突、突触等。

行为学试验结果显示中风模型小鼠显著修复神经损伤与恢复运动能力，图片截自Journal of Neuroscience

接下来，研究者将这种神经祖细胞移植到缺血性中风模型小鼠大脑内，然后通过定期鼻腔给药（每天2次，持续2周），提供腔肠素，发现可显著增强神经祖细胞的存活，并促进其分化为多功能神经细胞。这些成熟神经细胞与宿主神经系统有效实现了功能性整合，如能与原有神经细胞生成突触、整合成一些脑区的功能连接（下丘脑-皮质连接），并且腔肠素能增强突触的信号传递与神经可塑性。

通过小鼠的行为学试验结果显示，模型小鼠的部分肢体运动功能也得到了有效恢复，并会表现出焦虑与压力。

光化学遗传技术工作原理示意图，图片来自Journal of Neuroscience

该研究技术的原型是光遗传学技术，而在这项新研究中，研究者巧妙地对该技术进行了改进，实现了一种无需植入光纤的非侵入性的新方法，同时还能突破光有限的扩散与调控范围（尤其对于人的大脑的大空间），这显示该技术有很大的应用潜力。

值得注意的是，此项研究的主要作者之一是此前联名上书建议埃默里大学校长维护国际合作的华人学者于山平，在埃默里大学开除几名华人学者后，也质疑其科研能力在衰退，勒令搬离现在的办公室。此项研究成果的发表，从侧面反映校方的说法并不可信。

事实上，华人学者在美国不同的科研领域，都做出重要的贡献，他们同中国的合作，也促进了中美科研的交流。

参考资料

Shan Ping Yu, et al.,Optochemogenetics Stimulation of Transplanted iPS-NPCs Enhances Neuronal Repair and Functional Recovery after Ischemic Stroke

Glowing brain cells illuminate stroke recovery research | EurekAlert! Science News https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-07/ehs-gbc062819.php