【Nature子刊】让瘫痪小鼠再次行走!AAV载体递送人工合成细胞因子,成功刺激运动神经再生!

波鸿鲁尔大学(RUB)细胞生理学系的Dietmar Fischer教授领导的科学家以一种新的治疗方法,首次成功地使瘫痪的小鼠再次行走。

导言:运动或交通事故导致的脊髓损伤通常会导致永久性残疾,例如截瘫。到目前为止,由脊髓损伤引起的身体瘫痪还不可恢复。

近日,波鸿鲁尔大学(RUB)细胞生理学系的Dietmar Fischer教授领导的科学家以一种新的治疗方法,首次成功地使瘫痪的小鼠再次行走。

这项治疗的成功有两个关键:一是人工合成的超白细胞介素-6(Hyper-interleukin-6,hIL-6),这种蛋白质能够刺激神经细胞再生。二是研究人员使用了腺相关病毒(AAV)载体的方式,将其导入小鼠体内。

该研究于1月15日发表在《自然通讯》杂志,题为“Transneuronal delivery of hyper-interleukin-6 enables functional recovery after severe spinal cord injury in mice”。

神经纤维轴突能将信息从大脑传递到皮肤和肌肉,再从皮肤和肌肉传回大脑;如果这些纤维由于受伤或生病而损坏,则这一通信就被切断了。

由于脊髓中的轴突受损不能再生,因此患者会遭受终生的麻痹和麻木。迄今为止,仍然没有一种疗法可以恢复患者丧失的功能。

人工合成细胞因子刺激神经再生

为了寻找潜在的治疗方法,该研究团队多年来一直在研究Hyper-interleukin-6蛋白。Dietmar Fischer解释说:“这就是我们所说的人工合成细胞因子,这意味着它在自然界原本并不存在,而必须通过基因工程来合成。”

研究小组在先前的研究中已经证明,hIL-6可以有效刺激视觉系统中神经细胞的再生。

而在这项研究中,研究小组通过诱导小鼠运动感觉皮层的神经细胞来产生超白介素-6。

为此,他们使用了一种适合用于基因治疗的病毒——腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV),并将其注射到小鼠大脑区域。在那里,病毒将生产这种蛋白质的模板传递给特定的神经细胞,即运动神经元。由于这些细胞还通过轴突分支与大脑区域的其他神经细胞相连,因此这些细胞对运动过程很重要。研究人员通过AAV将超白介素-6直接转运至这些难以接近的神经细胞并以受控的方式在那里释放。

应用于一处即可在多处起效

Dietmar Fischer说:“因此,仅对少数几个神经细胞进行基因治疗就可以刺激大脑中各种神经细胞的轴突再生,同时刺激了脊髓中的多个运动传导通路。最终,这使先前瘫痪动物接受这种治疗后,在两到三周后能够行走。这在一开始对我们来说就是一个很大的惊喜,因为之前的研究从未显示过这种可能。”

超白介素-6可以在脊髓挤压之后恢复小鼠运动功能

现在,研究团队正在研究这种方法或类似方法与其他措施相结合,以进一步优化超白细胞介素-6的给药并实现其他功能改进。他们还将研究即使损伤发生在几周前,超白细胞介素-6是否仍对小鼠具有积极作用。Fischer说:“这与在人类中的临床应用特别相关,我们现在正在开辟一个新的科学领域。我们将在未来的研究中判断,将来是否有可能将这些新方法应用于人类。”

参考资料:

【1】https://medicalxpress.com/news/2021-01-cytokine-paralyzed-mice.html

【2】https://www.genengnews.com/news/paralyzed-mice-walk-again-after-treatment-with-designer-cytokine/

【3】https://www.nature.com/articles/s41467-020-20112-4

本文转载自转化医学网


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