《Cell Stem Cell》新解：修復(fù)中風腦損傷，干細胞“內(nèi)在導(dǎo)航”比數(shù)量更重要

當我們的身體受傷時，某些部位的恢復(fù)能力令人驚嘆。例如，角膜上的輕微擦傷可能在一天內(nèi)愈合。然而，大腦卻并非如此。成年的腦細胞通常極其穩(wěn)定，卻也因此難以再生，一旦遭遇中風等嚴重損傷，其復(fù)雜的神經(jīng)回路便會中斷，功能隨之喪失。

科學家一直致力于利用干細胞療法來修復(fù)受損大腦，但挑戰(zhàn)重重。移植后的細胞不僅要能在損傷造成的惡劣“炎癥沼澤”中存活，還要能夠穿越疤痕組織構(gòu)成的屏障，精準地整合到現(xiàn)有的神經(jīng)回路中，才能真正恢復(fù)功能。

2026年1月8日，《細胞干細胞》期刊發(fā)表了一項突破性研究。由桑福德·伯納姆·普雷比斯醫(yī)學發(fā)現(xiàn)研究所和杜克-國大醫(yī)學院聯(lián)合開展的研究表明，將特定的人類干細胞移植至中風小鼠模型后，這些細胞不僅成功存活、成熟為神經(jīng)元，更令人振奮的是，它們能像擁有內(nèi)置“GPS”一樣，主動導(dǎo)航，跨越損傷區(qū)域，與宿主大腦的特定區(qū)域建立正確的功能性連接，從而恢復(fù)失去的神經(jīng)功能^[1]。

“治療中風損傷，就像試圖在充滿威脅的沼澤中修橋，”該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、張素春博士解釋道?！?strong>關(guān)鍵在于，我們不能只是繞開這片沼澤，而是要讓新細胞在其中扎根，并重建橋梁。”

研究團隊利用小分子和蛋白質(zhì)的混合“支持系統(tǒng)”，成功幫助移植細胞在中風形成的空腔中存活并生長。隨后，他們借助三維重建和基因條形碼追蹤等尖端技術(shù)，深入觀察了這些新生神經(jīng)元的“行為”。

他們發(fā)現(xiàn)，移植后發(fā)育出的不同亞型神經(jīng)元，其延伸出軸突（負責信號傳遞的“長導(dǎo)線”）的模式，與健康大腦皮層和脊髓中的同類神經(jīng)元高度相似。

更重要的是，通過單細胞測序分析，研究人員揭示了一個核心機制：每一種神經(jīng)元亞型都攜帶一套獨特的“內(nèi)在分子代碼”（由特定基因和轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)成）。這套代碼在細胞成熟為神經(jīng)元后自動激活，精確地指導(dǎo)其軸突向大腦或脊髓的特定目標區(qū)域生長，從而與正確的“伙伴”建立連接。

為了驗證這一機制，研究團隊對干細胞進行了基因改造，敲除了一種名為Ctip2的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。結(jié)果，這些細胞的軸突投射模式發(fā)生了顯著改變，錯誤地嘗試連接海馬體和杏仁核等區(qū)域。這直接證明了內(nèi)在的基因程序?qū)B接特異性起著決定性作用。

一、 移植的神經(jīng)干細胞如何在腦內(nèi)建立連接？

本研究揭示了兩個關(guān)鍵步驟：

環(huán)境支持與存活：首先，通過生化支持手段（小分子藥物和結(jié)構(gòu)蛋白），為移植到惡劣損傷環(huán)境（炎癥、疤痕）中的干細胞創(chuàng)造生存條件，使其能夠存活并分化為神經(jīng)元。

內(nèi)在編碼的精準導(dǎo)航：這是最核心的發(fā)現(xiàn)。移植干細胞在分化為不同亞型的神經(jīng)元后，并非隨機生長。每種亞型都繼承或激活了一套預(yù)設(shè)的“分子導(dǎo)航指令”（即特定的基因表達譜和轉(zhuǎn)錄因子，如Ctip2）。這套“內(nèi)在代碼”如同施工藍圖，精確引導(dǎo)新生神經(jīng)元的軸突，穿越復(fù)雜環(huán)境，定向生長至其預(yù)設(shè)的、功能匹配的宿主腦區(qū)（如皮層、脊髓的特定核團），并與之形成具有功能的突觸連接，從而重建被破壞的神經(jīng)回路。

二、 這項研究意味著什么？

這項研究的科學意義和臨床前景極為重大：

原理性突破：首次系統(tǒng)性地揭示了移植神經(jīng)元的“內(nèi)在導(dǎo)航代碼”機制，證明了即使在成年的受損大腦復(fù)雜環(huán)境中，正確類型的神經(jīng)元仍能“記住”自己的使命和目標地址。這解決了細胞療法中“整合精準性”的核心難題。

從“盲目移植”到“精準設(shè)計”：研究意味著未來可以根據(jù)損傷部位和所需修復(fù)的回路，預(yù)先選擇或體外定向誘導(dǎo)出具有特定“導(dǎo)航代碼”的神經(jīng)元亞型進行移植。例如，針對運動通路損傷，就移植高表達特定引導(dǎo)基因的運動皮層神經(jīng)元亞型。

提升治療可預(yù)測性與療效：通過操控像Ctip2這樣的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，理論上可以微調(diào)移植神經(jīng)元的連接偏好。這極大增強了細胞療法的可預(yù)測性和可控性，為“量身定制”修復(fù)方案奠定了基礎(chǔ)，有望顯著提高功能恢復(fù)的效果。

帶來廣闊的應(yīng)用希望：這一發(fā)現(xiàn)不僅適用于中風，也為治療脊髓損傷、帕金森病、阿爾茨海默病等其他因神經(jīng)連接中斷或丟失導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，提供了全新的策略和堅實的理論依據(jù)。它標志著再生醫(yī)學在修復(fù)大腦功能方面，從“可能替代細胞”邁向了“可能精準重建連接”的新階段。

總之，這項研究如同發(fā)現(xiàn)了修復(fù)大腦線路的“接線手冊”，為開發(fā)下一代高效、精準的神經(jīng)再生療法照亮了道路，給全球數(shù)以百萬計的相關(guān)疾病患者帶來了新的希望。

參考資料：

[1]:https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/S1934-5909(25)00442-4

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