你大概也听过阿尔茨海默病最让人无力的地方:大脑里的神经元一旦丢失,就很难再长回来。成年人脑补新神经元的能力本来就有限,想靠它自己修复因病损失的神经元,更是难上加难。最近,一项实验室研究给出了一个有点不一样的方向——不是去“补种”神经元,而是把大脑里现成的另一种细胞,直接转化成神经元。

这项研究发表在8月26日的《Cell Biomaterials》期刊上。研究人员关注的是一种叫星形胶质细胞的脑细胞。它们数量很多,长得像星星,平时的工作是保护神经元、支持神经元正常运转。研究提示,如果能降低星形胶质细胞里一种关键蛋白的水平,或许就能把这些细胞变成神经元。

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关键蛋白PTBP1:从“身份开关”下手

这种关键蛋白叫PTBP1,对星形胶质细胞的发育很重要。此前就有科学家提出,把星形胶质细胞里的PTBP1去掉,可能让它们转化成神经元。当时的研究者还报告说,他们通过消除编码PTBP1的基因,把小鼠大脑里的星形胶质细胞变成了神经元。

但问题很快来了。后续实验得出了相反的结果:那些新出现的神经元,似乎并不能追溯到星形胶质细胞。换句话说,之前看到的“转化”可能另有来源。这个矛盾让南卡罗来纳大学的药物科学家、新研究的共同作者Peisheng Xu很在意。他对Live Science说:“我们觉得挺奇怪的,两组人得出了不同的结论。”

于是,他决定去查清楚这个矛盾。他用的是一种自己实验室早前开发出来的技术,叫Nano-Eraser。这个技术的思路不是去编辑星形胶质细胞的基因,而是直接把PTBP1蛋白从细胞里删掉。

用凝胶“偷渡”抗体穿过血脑屏障

具体做法是:把一种能靶向PTBP1的抗体,装进一种聚合物凝胶里。这个凝胶的作用很关键——它帮助抗体穿过血脑屏障。血脑屏障就像大脑的门卫,会挡住血液里很多物质进入大脑。很多针对大脑的疗法,难点就在这里。

抗体到达大脑里的星形胶质细胞后,会结合PTBP1,并启动细胞内部的机制,把这种蛋白破坏掉。哈佛医学院的神经科学家Christiane Wrann没有参与这项研究,但她认为这个方法“相当有趣、引人入胜,也很有创新性”。她还特别提到,研究显示这种凝胶能穿过血脑屏障,这对开发大脑疗法很重要。

研究团队先在实验室培养皿里的人类星形胶质细胞上做了测试。几天之内,接触过凝胶的星形胶质细胞就发生了变化:它们失去了标志性的星形外观,开始长出轴突。轴突是神经元用来发送信息的“线路”。同时,通常出现在神经元里的蛋白质,在这些细胞中也变得更多了。

从细胞变化到可能的治疗前景

这些变化意味着,星形胶质细胞正在向神经元的方向转变。研究作者表示,如果这个方法最终能发展成用于人类的疗法,它或许可以补充丢失的神经元,从而恢复大脑功能。需要强调的是,这还是一项实验室研究,距离真正用于治疗阿尔茨海默病等神经退行性疾病,还有很长的路要走。

目前能确定的是:科学家找到了一种不编辑基因、只清除特定蛋白的方式,让星形胶质细胞在培养皿里表现出神经元特征。至于这些转化来的神经元能不能真正替代因病丢失的神经元、能不能在活体大脑里稳定工作,还需要更多实验来回答。

这件事真正有意思的地方,不是“细胞会变身”本身,而是科学家绕开了基因编辑,用一条更“轻”的路径去尝试解决一个老问题。大脑修复之所以难,一部分原因就在于很多手段很难安全、精准地到达目标细胞。如果一种凝胶能带着抗体穿过血脑屏障,并且只对特定蛋白下手,那它至少提供了一个新的工具箱选项。

当然,科学里“可能”和“已经实现”之间的距离,往往比想象中长。这项研究提示了一种可能性,也留下了一个尚未完全解决的旧矛盾:此前关于星形胶质细胞能否真正转化为神经元的争议,并不会因为一次培养皿实验就彻底终结。接下来,研究者还需要在更接近真实大脑的环境中,验证这些新生成的神经元到底能不能存活、能不能连接、能不能工作。