将邻近受损神经元细胞转化为功能性新神经元的简单药物混合物可用于治疗中风，阿尔茨海默病和脑损伤。宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员发现了一组四个甚至三个分子，这些分子可以将胶质细胞(通常为神经元提供支持和绝缘)转化为新的神经元。描述该方法的论文在2019年2月7日的“干细胞报告”期刊上发表在线论文。
“大脑修复的最大问题是神经元在脑损伤后不会再生，因为它们不会分裂，”生物学教授，宾夕法尼亚大学生命科学教授，研究负责人Verne M. Willaman说。球队。“相比之下，聚集在受损脑组织周围的胶质细胞可以在脑损伤后增殖。我相信将死亡神经元的邻居神经胶质细胞转变为新神经元是恢复神经功能丧失的最佳方法。”
Chen的团队之前发表的研究报告描述了一系列可以直接将人类神经胶质细胞转化为神经元的九个小分子序列，但大量分子和重新编程神经胶质细胞所需的特定序列使得向临床治疗过渡变得复杂。在目前的研究中，该团队测试了不同数量和分子组合，以确定一种简化的方法，将星形胶质细胞(一种神经胶质细胞)重新编程到神经元中。
“我们在我们测试的数百种药物组合中找到了最有效的化学配方，”Pen State生物学研究生Niu-Chao Yin表示，他确定了小分子的理想组合。“通过使用调节人类星形胶质细胞中四种关键信号通路的四种分子，我们可以有效地将人类星形胶质细胞(多达70%)转化为功能性神经元。”
由此产生的化学转化的神经元可以在实验室的培养皿中存活超过七个月。它们形成强大的神经网络并相互发送化学和电信号，就像大脑内的正常神经元一样。
使用三个小分子代替四个小分子也导致星形胶质细胞转化为神经元，但转化率下降约20%。该团队还尝试仅使用其中一种分子，但这种方法不会诱导转化。
陈和他的团队之前已经开发出一种将星形胶质细胞转化为功能性神经元的基因治疗技术，但由于基因疗法的成本过高 - 这可能使患者花费50万美元或更多 - 该团队一直在寻求更经济的方法将神经胶质细胞转化为神经元。用于基因治疗的递送系统也更复杂，需要将病毒颗粒注射到人体中，而新方法中的小分子可以化学合成并包装成药丸。
“这种新方法的最大优点是含有小分子的药丸可以在世界范围内广泛分布，甚至可以在没有先进医院系统的情况下到达农村地区，”陈说。“我的最终梦想是开发一种简单的给药系统，如药丸，可以帮助世界各地的中风和阿尔茨海默病患者再生新的神经元，恢复他们失去的学习和记忆能力。”
研究人员承认，在使用小分子药物之前，仍然需要解决许多技术问题，包括药物包装和递送的具体情况。他们还计划在未来的研究中调查这种方法的潜在副作用，以开发最安全的药物。尽管如此，研究团队相信，这种分子组合对治疗神经系统疾病患者的未来药物治疗具有前景。
“我们多年来努力发现这种简化的药物配方，使我们更接近实现我们的梦想，”陈说。
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