華人教授陳功Cell子刊發表新成果

生物通報道：賓夕法尼亞州立大學生物系教授陳功，致力於「突觸發生與可塑性」和「神經幹細胞」等方面的研究，這些研究的重要性在於對神經發育、學習記憶、神經損傷後的修復有直接的關係，這些研究的突破對於目前沒有很好治療辦法的神經系統疾病的防治，將產生積極的影響。其帶領的研究小組先後在Cell、PNAS、Neuron、Mol Cell、Nature Neuroscience等世界頂尖雜誌發表數十篇高水平論文，獲得多項獎勵。

最近，陳功教授帶領的研究小組，首次使用一種小分子雞尾酒，將人類腦細胞（稱為星形膠質細胞）轉化為功能性的神經元，用於腦修復。這項新技術有望在將來開發一種藥物，患者通過口服就可以再生神經元並修復外傷、中風或疾病（如阿爾茨海默氏病）後喪失的腦功能。以往的研究，如傳統的幹細胞療法，需要腦外科手術，因此更容易是侵入性的，容易產生免疫系統排斥和其他問題。相關研究結果發表在十月十五日的Cell子刊《Cell Stem Cell》。相關閱讀：華人學者重要成果連發四權威期刊。

陳功教授指出：「我們發現了一種小分子雞尾酒，可在化學處理後的八到十天，將人腦星形膠質細胞重編程為神經元樣的細胞。研究人員重編程的這些神經元，能夠在細胞培養中存活超過五個月，在那裡它們形成功能性的突觸網路。科學家也向活鼠大腦中注入了重編程的人體神經元，在那裡它們整合到了神經迴路中，並存活至少一個月的時間。

陳功介紹說：「小分子不僅易於合成和包裝成藥物，而且比現在正在開發的其他方法更方便患者使用。」在這項新技術開發出藥物之前，必須首先通過實驗室的開發和測試，然後通過一系列的臨床試驗。

大腦具有稱為神經元的神經細胞，另一種稱為神經膠質細胞，其包括星形膠質細胞——是大腦神經系統的重要組成部分。健康的星形膠質細胞包圍神經元並為它們提供支持、保護、氧氣和養分。但是，當腦組織受到中風或外傷的損傷後，星形膠質細胞的反應加倍——有時反應過度以至於會形成疤痕堵塞神經系統。這些膠質疤痕可以通過阻止神經再生、阻斷不同腦區域之間的神經間通信，而引發健康問題。

多年來，星形膠質細胞瘢痕一直是一個很困難的研究挑戰。此前陳功帶領的研究小組發明了一種方法，用病毒顆粒將星形膠質細胞轉化為神經元。但是陳功教授還想探討，小分子化合物——它更可能被封裝成可吞咽的藥片，是否可將星形膠質細胞轉化為神經元。

獲取Poietics? 人幹細胞和培養基信息

陳功研究小組的五名學生，在研究生張磊的帶領下，測試了幾百種不同的條件，最終確定了一種小分子雞尾酒，可以在實驗室培養皿中將人類星形膠質細胞轉化為功能性神經元。學生們發現，按照一定的順序添加小分子，可將培養的人星形細胞從一個扁平的多邊形轉化為神經元樣的形狀，具有長長的「手臂」，稱為軸突和樹突。陳教授說：「這些化學生成的神經元，在放電活動和神經遞質的釋放方面，可與正常腦神經元媲美。重要的是，人類星形膠質細胞轉化的神經元，可在細胞培養中存活時間超過五個月，移植後在活體小鼠的大腦中存活超過一個月的時間。」

陳功教授承認，許多技術問題尚未得到解決，但是他希望，在未來這項新技術可能廣泛應用於治療中風、阿爾茨海默氏症、帕金森病和其他神經系統疾病。他說：「我們的夢想是，有一天，腦功能紊亂的患者可以在家裡進行藥物治療，在他們的大腦中再生神經細胞，而無需任何的腦外科手術，也無需任何細胞移植。我們發明的小分子雞尾酒，可以幫助我們一步步接近這個夢想。」

（生物通：王英）

註：陳功教授1987年畢業於復旦大學，隨後師從中國科學院上海生理研究所馮德培院士攻讀博士學位。博士畢業後先後在耶魯大學、斯坦福大學進行博士後研究。現任美國賓夕法尼亞州立大學生物學系Verne M. Willaman冠名教授。研究興趣主要集中於「突觸發生與可塑性」和「神經幹細胞研究」等方面。這些研究的重要性在於對神經發育、學習記憶、神經損傷後的修復有直接的關係，這些研究的突破對於目前沒有很好治療辦法的神經系統疾病的防治將產生積極的影響。陳教授先後在Cell，PNAS，Neuron，Mol Cell，Nature Neuroscience等世界頂尖雜誌發表數十篇高水平論文，獲得多項獎勵。

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