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此图像显示经过重编程的人类神经元在3-D支架上生长（在白色虚线内），然后移植到脑组织（红色）上，向外延伸（黄线）并整合。
来自Rutgers和Stanford的一组研究人员创造了一种将健康的人类神经细胞注入大脑的新方法，这种方法有朝一日可以帮助治疗帕金森氏病和影响数百万人的其他破坏性大脑相关疾病。
生物医学工程与化学系的杰出教授Prabhas V. Moghe说，这项技术是一项重大创新，涉及将成人组织来源的干细胞转化为3D“支架”或纤维的小岛上的人类神经元。罗格斯大学生物化学工程系。
将装有健康，有益的神经元（可替代患病细胞）的支架注入小鼠脑部。
“如果您能够以模拟这些细胞已经在大脑中转化的方式移植细胞，那么您将使大脑与您现在正在移植的细胞进行交流就更近了一步，”研究总监Moghe说罗格斯大学工程/健康科学合作学院。“在这项工作中，我们通过为神经元提供线索以在3D模式下快速联网实现了这一目标。”
在今天在线发表在《自然通讯》上的多学科研究中，来自多个罗格斯研究小组和斯坦福大学的十几位科学家讨论了3-D支架及其潜在的广泛益处。
神经元或神经细胞对人类健康和功能至关重要。人脑大约有1000亿个神经元，它们是使信号从身体传递到大脑，反之亦然的信使。
Moghe说，科学家们开发的3-D支架由微小的聚合物纤维组成。数以百计的神经元附着在纤维上并分支出去，发送信号。脚手架的宽度约为100微米-大致相当于人的头发的宽度。
他说：“我们将这些岛中的一整堆，然后注入到老鼠的大脑中。”“这些被移植到大脑中的神经元实际上奇迹般地存活了下来。实际上，它们的生存能力比该领域的金标准要好得多。”
Moghe说，确实，支架技术使细胞存活率比其他方法提高了100倍。
他说，这最终可能帮助患有帕金森氏病，多发性硬化症，肌萎缩性侧索硬化症（ALS）或Lou Gehrig病，阿尔茨海默氏病，脊髓和颅脑外伤以及脑震荡的人。
这些疾病和状况通常是由于脑细胞的丧失引起的。例如，帕金森氏病是由产生多巴胺（一种重要的神经递质）的脑细胞丧失引起的。脑细胞丢失会导致手，手臂，腿，下巴和脸部发抖；四肢和躯干的僵硬或僵硬；运动缓慢；据美国国立卫生研究院称，平衡与协调受到损害。
下一步将是进一步改善支架生物材料，使科学家能够增加大脑中植入的神经元的数量。Moghe说：“我们可以移植的神经元越多，可以给疾病带来更多的治疗益处。”“我们希望在尽可能小的空间内填充尽可能多的神经元。”
他说，这个想法是“创造一个非常密集的神经元回路，不仅功能强大，而且控制效果更好。”他补充说，帕金森氏病小鼠的测试正在进行中，以查看它们是否可以改善疾病或从疾病中恢复过来。
最终，随着不断的进步，研究人员可以在人中进行研究。Moghe估计，在人体中测试该技术将需要10到20年的时间。
他说，开发支架技术并对支架中的干细胞进行重新编程是“非常艰苦的团队合作”。“到达这里花了很多年，所以汗水和劳累很多。”
出版物：Aaron L. Carlson等人，“使用3D微观形貌支架在大脑中重新编程的人类神经元的生成和移植”，《自然通讯》，第7期，文章编号：10862; doi：10.1038 / ncomms10862
