在過去十年中，科學進步使運動神經(jīng)元疾病（MND）研究取得了巨大進步，但到目前為止，我們對MND中運動通路退化的方式和原因知之甚少。許多不同的因素似乎與這種疾病的發(fā)生和發(fā)展有關。任何有效的治療方法都需要解決身體同時發(fā)生的大部分（如果不是全部）破壞性變化。因此，很可能需要聯(lián)合治療來阻止或減緩疾病進展。一個更艱巨的挑戰(zhàn)將是找到可以修復受損神經(jīng)系統(tǒng)并逆轉致殘癥狀的治療方法。

研究人員現(xiàn)在正在使用人類干細胞“在培養(yǎng)皿中”制作MND模型，旨在發(fā)現(xiàn)更多關于MND背后的細胞和分子機制。這些模型系統(tǒng)可進一步用于篩選新療法。他們還在研究這些人類干細胞本身是否可以用于治療。有幾種類型的干細胞為研究和治療提供了不同的可能性。

1. 使用干細胞衍生系統(tǒng)研究和理解運動神經(jīng)元疾病

受MND影響的細胞位于難以接近的神經(jīng)系統(tǒng)中。這意味著在受影響的個體中研究 MND 非常具有挑戰(zhàn)性，并且獲得受損細胞樣本以在實驗室進行更仔細檢查的可能性有限。最初的努力集中在使用胚胎干細胞來研究這種疾病。

2008年，美國哈佛大學的一組科學家使用MND患者的皮膚細胞來解決這個問題。研究人員首先將皮膚細胞轉化為誘導多能干細胞（iPS細胞）— iPS細胞是經(jīng)過人工重新編程成為多能干細胞（可以制造更多自身以及體內任何細胞類型的細胞）的細胞。

因此，iPS細胞被用于制造運動神經(jīng)元，為使用與疾病相關的人類細胞研究 MND 提供了新的機會。使用類似的方法，?愛丁堡大學的科學家們在實驗室中從攜帶 MND 致病基因突變的個體身上生成了運動神經(jīng)元。這些運動神經(jīng)元的死亡速度比健康志愿者皮膚產(chǎn)生的運動神經(jīng)元快得多，因此在培養(yǎng)皿中模擬了 MND。

iPS 細胞衍生模型系統(tǒng)提供了一種強大的工具，可以在疾病背景下觀察人體細胞，發(fā)現(xiàn)疾病可能如何發(fā)展的新機制細節(jié)，并檢查神經(jīng)系統(tǒng)的不同細胞如何相互影響。通過從iPS細胞中生成神經(jīng)膠質細胞并將它們單獨培養(yǎng)并與運動神經(jīng)元一起培養(yǎng)，研究人員可以開始梳理神經(jīng)膠質細胞在MND中的作用以及神經(jīng)膠質細胞是否可用于治療。此外，與肌肉細胞一起生長的運動神經(jīng)元可以產(chǎn)生NMJ“盤中”，從而可以研究神經(jīng)元-肌肉信號是如何被破壞的，并可能找到增強和保留MND中這些信號的方法。

最后，iPS技術的一個重要優(yōu)勢是可以從患有不同形式MND的人身上生成細胞，以便更好地了解這些疾病之間的異同，這可能需要特定的治療方案。?

2. 使用干細胞衍生系統(tǒng)進行藥物篩選

在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)大量干細胞衍生的運動神經(jīng)元和其他疾病相關細胞的能力使科學家能夠篩選出數(shù)千種可能治療MND的藥物。這些可能是全新的藥物，或已獲準用于人類治療其他疾病的化合物。通過這種方式，“舊藥”可能會快速重新用于MND，方法是將它們快速跟蹤到后期的臨床研究階段，而無需進行冗長且昂貴的臨床前研究。iPS技術也可能最終為MND開辟一條通向“精準醫(yī)學”的大門，即根據(jù)個體細胞對實驗室特定治療的反應方式，為個體設計定制治療。

3. 使用人類干細胞治療運動神經(jīng)元疾病?？

使用干細胞衍生的神經(jīng)元作為細胞替代療法來治療MND的可能性仍然是一個巨大的概念、技術和倫理挑戰(zhàn)。原因之一是神經(jīng)系統(tǒng)內回路的復雜性，以及需要任何替代細胞與剩余細胞形成正確的功能相互作用。這些復雜的電路最初是在一個人體內經(jīng)過多年開發(fā)和完善的，以通過“運動學習”實現(xiàn)對運動的精細控制。任何新細胞都需要“學習”如何在不破壞該回路目標的情況下在回路中發(fā)揮有意義的作用——因為在任何復雜的網(wǎng)絡中，出錯的可能性很大。

如上所述，還有許多因素會導致MND中的神經(jīng)變性，包括潛在的有毒細胞環(huán)境。任何移植的細胞，無論多么健康，一旦暴露在這些相同的因素下，都可能簡單地退化。

人類干細胞在MND中的另一種潛在用途可能是移植可以支持剩余運動神經(jīng)元的存活和功能和/或改變它們所暴露的環(huán)境的細胞?？茖W家們希望通過這種方式保護運動通路免受進一步損傷并延長其生存期，從而減緩 MND 的臨床進展。這個想法在概念上更實用，并且正在為這種應用測試幾種類型的干細胞。

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