全球约有2400万人正在与阿尔茨海默病抗争。这种疾病最典型的特征之一,就是大脑中的神经元——那些负责传递信息、维持记忆和认知功能的“信使细胞”——大量死亡。神经元一旦死去,大脑的认知功能就会像沙漏里的沙子一样,一点点流失,直到记忆、思考、甚至基本生活能力都消失殆尽。
但最近,美国南卡罗来纳大学的研究团队带来了一项听起来有点像“细胞魔法”的新进展:他们用一种纳米颗粒做成的“快递包裹”,把一种原本负责“打辅助”的脑细胞——星形胶质细胞,成功“改造”成了神经元。在患有阿尔茨海默病的小鼠身上,这项操作不仅补回了一部分丢失的神经元,还让小鼠的记忆力和筑巢能力明显回升。
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说人话就是:科学家在小鼠大脑里,把“替补队员”直接改造成了“主力球员”,而且效果还不错。
神经元为什么会死?
要理解这项研究的意义,得先搞清楚阿尔茨海默病是怎么“搞破坏”的。
在阿尔茨海默病患者的大脑中,有两种蛋白质会“不按套路出牌”:一种叫β-淀粉样蛋白,另一种叫tau蛋白。正常情况下,它们各自有各自的活儿要干,但在疾病状态下,它们会错误折叠,然后抱团聚集,形成所谓的“斑块”和“缠结”。
这些“垃圾堆”会引发大脑的炎症反应,也就是神经炎症。炎症一上来,神经元就开始遭殃,一个接一个地死去。神经元是大脑里负责“思考”和“记忆”的核心细胞,它们一死,认知功能自然就崩了。
所以,很多科学家在想:如果能让大脑自己长出新的神经元,是不是就能“对冲”掉那些死掉的细胞,从而逆转病情?
星形胶质细胞:被“策反”的替补队员
大脑里除了神经元,还有很多其他类型的细胞。其中有一种叫星形胶质细胞,因为形状像星星而得名。它们平时的主要工作是“伺候”神经元——提供营养、清理废物、维持环境稳定,有点像球场边的后勤保障团队。
但科学家发现,星形胶质细胞其实有“转行”的潜力。早在2020年,就有研究团队在小鼠帕金森病模型中,成功把星形胶质细胞转化成了神经元,并且改善了小鼠的运动能力。
当时用的方法是CRISPR基因编辑技术,通过基因工程手段,降低一种叫PTBP1的蛋白质水平。PTBP1就像一个“总开关”,平时牢牢压着星形胶质细胞,不让它们变成神经元。只要把这个开关关掉,星形胶质细胞就能“觉醒”,开始往神经元的方向分化。
但基因编辑有个隐患:它可能会“误伤”基因组里其他不该动的地方。研究负责人、南卡罗来纳大学的徐培盛教授说:“有时候你可能会切错位置,造成永久性的基因改变,这可能是有害的。”
简而言之,基因编辑虽然有效,但风险不小,就像用大炮打蚊子,威力大但容易误伤。
纳米颗粒:精准投递的“分子快递”
为了避开基因编辑的风险,徐培盛团队换了一条路:不直接改基因,而是用“药物”来降低PTBP1的水平。
他们设计了一种叫TN-PTBP1的药物。这个药的核心是专门针对PTBP1的抗体——抗体就像一把“钥匙”,能精准识别并锁住PTBP1蛋白,让它失效。
但抗体本身太大,进不了大脑。于是,团队用纳米颗粒做了一个“笼子”,把抗体装在里面。这个纳米笼子有两个本事:一是能穿过血脑屏障——这是大脑的“安检门”,很多药物都卡在这一关;二是能进入细胞内部,把抗体送到PTBP1面前。
整个过程有点像“分子快递”:纳米颗粒是快递车,抗体是包裹,PTBP1是收件人。快递车穿过血脑屏障,进入星形胶质细胞,把包裹精准投递到PTBP1面前,抗体随即“锁死”PTBP1,让它没法继续当“总开关”。
大约一周后,这些抗体会被细胞自然回收降解,不会长期留在体内。
从培养皿到小鼠大脑
研究团队先在脑类器官上做了测试。脑类器官是用人类干细胞在实验室培养皿里“种”出来的微型大脑结构,里面既有星形胶质细胞,也有神经元。结果显示,TN-PTBP1确实能把星形胶质细胞转化成神经元。
接下来是真正的考验:活体小鼠实验。
在患有阿尔茨海默病的小鼠模型中,研究人员给小鼠注射了TN-PTBP1药物。一段时间后,他们发现小鼠大脑中出现了大量新生的神经元,这些神经元来自星形胶质细胞的转化。更重要的是,小鼠的记忆力和筑巢能力——这两项指标在阿尔茨海默病模型中通常会严重受损——都得到了明显改善。
徐培盛表示:“我们不仅补回了丢失的神经元,还逆转了阿尔茨海默病的进展(在小鼠身上)。”团队下一步计划在几年内开展人体临床试验。
当然,从动物实验到临床应用还有很长的路要走。但这项研究至少提供了一个新思路:与其费尽心思保护濒死的神经元,不如直接“就地取材”,把大脑里现成的辅助细胞改造成新的神经元。如果这条路能走通,未来或许能为阿尔茨海默病患者带来真正的逆转希望。
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