“果然有用,大鼠的脊髓損傷恢復了。”
陳以清看着籠子裡吱吱亂叫,活力無限的大鼠,雙目有些失神,喃喃自語道。
一週前,他從丁冕那裡拿到了神經幹細胞移植物。
其實這玩意沒有他想象中那麼好弄,丁冕也是花費不少功夫,才培養出一罐大鼠神經幹細胞懸液,移交了過來。
接下來的臨牀前動物研究,就很簡單。
陳以清的實驗室裡,別的動物沒有,各種得了老年癡呆症,帕金森症,漸凍症等等神經退行性疾病的大鼠,那是應有盡有。
就連斷腿,歪脖子,各種高位截癱的小白鼠,也有不少。
所以他很快湊齊了30只脊髓損傷非常新鮮的大鼠,分爲對照組,損傷組和移植組,每組10只。
一開始,大鼠們吱吱慘叫,四肢無力,只能趴在籠底,看起來是相當的悽慘。
隨後,實驗人員揮舞手中粗大的針管,將神經幹細胞懸液,一一注入移植組大鼠們的損傷脊髓處。
至於損傷組的大鼠們,它們同樣得到了針管的深入問候,只不過注射的是等量生理鹽水。
很快,事情就起了明顯的變化。
損傷組和對照組的大鼠們,依然精神萎靡,但受損的脊髓神經開始自發修復。
純天然,無人工干涉,但就是慢,而且效果也不盡如人意。
動物的脊髓中,其實存在着少量內源性神經幹細胞,平時毫無動靜,就跟不存在一樣,但是一旦脊髓受損,就能迅速觸發。
這些脊髓內的神經幹細胞,不斷增殖,一路遷移到病變部位,然後分化成數量衆多的星形膠質細胞,以及少量的少突膠質細胞,從而形成膠質瘢痕。
在脊髓養傷期間,這些神經幹細胞還會調節炎症和免疫微環境,分泌生長因子等神經營養分子。
總之是既出錢,又出力,努力給受損神經的修復,打造一個營養豐富的療養環境。
看起來相當美好,如果能一直保持下去,那就沒人類什麼事了。
可惜,這些內源性神經幹細胞數量非常有限。
如果人類不干預的話,這些少得可憐的神經幹細胞基本上是幹不了多少活,就會損耗一空了。
所以按照自然界發展的基本規律,生物億萬年演化的鐵血準則——能湊合用就行。
這些稀少的神經幹細胞,不出所料地都分化成了膠質細胞,形成了大量瘢痕,造成了脊髓束上的空洞和斷裂。
自然界可能是這麼想的,吧唧一下,高處摔下來,脖子歪了。
第一反應肯定要止血,讓骨頭和肌肉重新長出來,儘快脫離生命危險。
至於神經斷了,接不上了,脊髓束上都是傷疤,那都不算事。
又不是每隻動物都這麼作死,會摔斷脖子。
什麼?你說真有動物脊髓摔斷了,四肢癱瘓了。
活該!
立即淘汰出局!
基本上,大部分生物就是秉承着這麼一套法則在演化的。
所以,湊合着用也就成了生物演化第一準則。
只要能活下來,管它那麼多呢。
反正不適應的都淘汰了。
至於優化重組,那是不可能的,這輩子都不可能。
因此,當人類開始研究生物學的時候,看到這些染色體和胚胎上縫縫補補的痕跡,就跟程序猿看到屎山代碼時的心情,一模一樣。
但也沒辦法,只能捏着鼻子上,拿着顯微鏡和針管,這裡戳一戳,那裡瞅一瞅,看看能不能挽救一下功能性故障。
眼下,陳以清就是這麼做的。
不能讓大鼠體內的神經幹細胞放飛自我,肆意生長,變成神經束上一道道斷開的疤痕。
必須要像家長干涉孩子學習一樣,強勢入場,控制脊髓中神經幹細胞的分化方向。
孩子走錯路,家長吃虧,錢包受損慘重。
細胞走錯路,自然是病人吃虧,但研究人員的kpi也會損失慘重。
這也就給了兩者揮舞皮鞭/針管的強大驅動力。
既然任由神經幹細胞自己發展,只能分化爲星形膠質細胞,而不是神經元和少突膠質細胞,極大限制了它的再生作用。
他就要將神經幹細胞進行體外培育,再加入免疫T細胞,以及各種細胞因子,來控制它的分化方向。
不但使其精準分化爲神經元細胞,還要修復髓鞘形成,支持軸突和血管生長,達到修復脊髓損傷的目的。
分化的大量神經元細胞則可以作爲損傷修復的細胞來源,補充受損神經細胞,同時也大大減少了膠質疤痕的形成。
當然,神經幹細胞在分化過程中,也會分泌各種神經營養因子。
比如生長因子,可以支持運動和感覺軸突的生長。
血管內皮生長因子,可以促進受損血管生長。
野蠻生長的神經幹細胞,只會變成一團團膠質細胞,就如河面上的浮冰,根本不具備正常的連接功能。
時間一久,等到河水乾涸,就會露出斷裂的河牀,徹底阻斷神經系統的信號傳遞。
而在人類的操控下,神經元細胞生長出一根根軸突,就像橋樑的鋼筋一般,連接着河岸的兩端,周邊再填充神經膠質細胞,這纔是正常的健康神經細胞組織。
移植組的大鼠們,跟放任自我的損傷組和對照組大鼠們,形成了鮮明對比。
體內注入的神經幹細胞懸液,先是有效填充損傷竈。
然後分化成了大量神經元細胞和膠質細胞,替代了缺失的細胞成分。
這些神經元細胞,包括多種中間運動神經元和感覺神經元,它們發出軸突進入正常脊髓組織,與下游神經元建立突觸聯繫。
軸突不斷生長,向頭端進入腦幹,向尾端的生長距離,也超過了14個脊髓節段,延伸到了大鼠身體的尾端。
與此同時,神經幹細胞分泌了大量營養分子,極大促進了脊髓的下行性運動神經軸突(如CST和5-HT能軸突)和上行性感覺神經軸突的再生。
再生的軸突與新分化的神經元建立起了功能性突觸聯繫,從而重建脊髓神經信號傳導通路的連續性。
除了神經元,神經幹細胞還會向非神經細胞分化,比如,分化成少突膠質細胞,從而參與髓鞘的形成,維持神經傳導的穩定性。
此外,有了神經幹細胞創造的營養環境。
大量皮質脊髓束也自發地進入傷竈,呈團簇狀聚集,形成一層層正常脊髓灰質板層結構類似的空間分佈。
這些空間內,再生的神經元與密集生長的軸突,層層連接,遍佈其內,建立起了往四周擴散的神經網絡。
至此,徹底填補,並修復了脊髓所受的神經損傷。
這一系列的實驗,足以證明,神經幹細胞移植能夠最大限度地修復脊髓損傷,使其接近生理上的健康狀態。
陳以清可沒有丁冕那麼冷血無情,在觀察到脊髓損傷恢復的跡象後,他沒有立即終止實驗,將30只大鼠的生命抹殺,而是繼續將實驗做了下去。
以往的神經幹細胞移植到動物體內後,分化爲成熟細胞的時間比較長,持續時間長達1年。
但在額外的生長因子的加速下,幹細胞移植後1個月,大鼠脊髓中,軸突再生的數量和距離就達到了高峰。
到移植後3個月,軸突的數量又幾乎減少了一半。
“果然,移植的神經幹細胞分化過程,跟哺乳動物的神經系統發育有着極大的相似性。”
陳以清在這3個月的時間,幾乎是廢寢忘食地呆在實驗室,一頭扎進了大鼠們的懷抱。
即便對幹細胞移植修復脊髓的效果早有準備,當這一發現出現在眼前,他依然瞳孔劇震。
“由此可以推測,軸突再生的過程中也同樣經歷了功能篩選和剔除。”
“神經系統對再生的大量軸突,進行了精妙的修剪,將不需要的軸突都去除了,就像園丁修剪樹木的枝葉和雜草一樣。”
“這樣的再生重塑機制,爲神經幹細胞移植後建立功能性的神經環路,減少副作用發生奠定了基礎。”
陳以清從顯微鏡前起身,在實驗室來回踱步,依然抑制不住內心的激動。
他的眉梢眼角,都止不住地向外散發着喜色。
“太好了,整個神經幹細胞移植的過程,總算都弄明白了。”
“我已經迫不及待地想要用在病人們身上了。”
他是如此地心潮澎湃,卻依然沒有喪失理智,而是立即想到了幹細胞臨牀實驗的一些關鍵信息。
“幹細胞療法目前已經不算稀罕,國內國外都有相關產品上市,相關審覈條例也比較完善。”
“所以安全性方面,問題不大,有大量臨牀研究足以佐證。”
“要通過審覈應該不算太難,我只需要根據產品特點,設計一個嚴謹的實驗方案就行。”
“對漸凍症的多年研究,我也積攢了不少病例,等審覈通過後,臨牀試驗應該能夠馬上進行。”
想到這裡,他心中躍躍欲試,同時也有些感慨。
“花了這麼久的時間,竟然是在幹細胞療法取得突破後,才能找到那一絲治療漸凍症的曙光。”
“真是造化弄人,早知道就好了,我肯定會天天盯着丁冕,儘快完成這方面的研究。”
陳以清想到做到,立即行動起來。
由於幹細胞研究的特殊性,牽涉到大量倫理方面的考量,國內對其監管非常嚴格。
根據“雙備案”要求,不但要向藥監局申請審批,還要向國家衛生委聯合備案。
同時,對幹細胞臨牀研究機構的資格審覈也很苛刻。
只能是三級甲等醫院,還得承擔省級重大科研項目,最難得的是,項目負責人得有正高職稱。
這要求不是一般的高,普通的CRO外包醫療機構,根本沒資格做這方面的臨牀研究。
總之,全方位體現出了,高,精,尖的科研要求。
幸好,三清的合作科研機構,大多是三甲醫院,還是有不少能符合標準。
尤其是昆市第一人民醫院,自從簡練雲憑着腦機接口這一國家重點項目,升任神經外科主任以來。
雙方在神經科學方面的研究,變得前所未加地緊密。
陳以清第一時間撥打了簡練雲的電話,要跟醫院一起做項目備案。
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“簡主任,我老陳啊,對了,跟你說個事。”
“我們實驗室有個新的幹細胞項目,主要是針對漸凍症的臨牀研究。”
“對,目前在大鼠身上的實驗,已經證實神經幹細胞與免疫T細胞聯合移植後,能夠修復脊髓損傷,尤其是運動神經損傷。”
“所以我想盡快開展臨牀I期實驗,你也知道,幹細胞的臨牀研究比較特殊…….”
“老陳,看來你對漸凍症愛得深沉啊。哈哈哈~”
簡練雲清脆的聲音傳了過來,興奮中帶着一絲戲謔。
“兜兜轉轉,中間經歷了那麼多,最後還是又轉回了原地,你爲了漸凍症真是付出太多。”
“行,你把資料發給我,我立即成立專家組和倫理委員會,然後提交申報。”
“你放心,一切順利的話,估計三天之內就能搞定。”
她原本做事能力就強,執行力更是出類拔萃,當上主任以後,大權在握,風格變得更加雷厲風行,這一點讓陳以清非常滿意。
“簡主任,你就笑我吧,爲了治療漸凍症,我確實費了不少功夫,中間還搞了個腦機接口出來,效果居然還不錯。”
陳以清樂呵呵地笑了起來:“現在我終於找到治療漸凍症的辦法了,可謂是不忘初心,方得始終啊。”
“好好好,恭喜恭喜,你是得償所願了,我待會還有個手術呢,回頭看完資料再跟你談。”
做了科室主任,還是國內神經醫療領域的學術帶頭人,簡練雲真是忙得腳不沾地,打起電話來也非常精簡,一句廢話都沒有。
該交流的信息都交流完畢,立即掛斷了電話,趕赴下一個目標。
陳以清跟她合作多年,也習慣了這種風格。
“還是醫院忙啊,跟她比起來,我們就悠閒多了。”
他心裡暗自想道,來到辦公室,準備起備案資料來。