大腦自帶修復(fù)術(shù)：神經(jīng)干細(xì)胞如何修復(fù)腦損傷

在傳統(tǒng)觀念中，大腦一旦受損就無法修復(fù)。

然而現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，我們的大腦中潛藏著一種特殊的細(xì)胞——神經(jīng)干細(xì)胞。

它們就像是大腦自帶的“維修工”，在腦缺血發(fā)生后能夠被激活，嘗試修復(fù)受損的腦組織。

這些干細(xì)胞具有自我更新能力，能分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞等多種神經(jīng)細(xì)胞。這意味著大腦其實擁有我們意想不到的自我修復(fù)潛力。

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—The First—

神經(jīng)干細(xì)胞

大腦的維修小隊

神經(jīng)干細(xì)胞是一類具有分裂潛能和自更新能力的母細(xì)胞，可以通過不對等的分裂方式產(chǎn)生神經(jīng)組織的各類細(xì)胞。

這些細(xì)胞具有兩大特點：一是自我更新能力，能通過對稱分裂及不對稱分裂兩種分裂方式保持干細(xì)胞庫穩(wěn)定；二是多向分化能力，可向神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞分化。

以往認(rèn)為，成年哺乳動物腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞不具備更新能力，一旦受損乃至死亡不能再生。但1992年，科學(xué)家從成年小鼠腦紋狀體中分離出能在體外不斷分裂增殖的細(xì)胞群，正式提出了神經(jīng)干細(xì)胞的概念，打破了神經(jīng)細(xì)胞不能再生的傳統(tǒng)理論。

成年哺乳動物的腦組織仍可不斷產(chǎn)生新的神經(jīng)元。成人體內(nèi)的神經(jīng)干細(xì)胞主要存在于側(cè)腦室下層和海馬齒狀回兩處。它們正常情況下處于靜息狀態(tài)，在缺血缺氧等因素刺激下可被激活。

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—The Second—

腦缺血后

維修小隊如何行動

當(dāng)腦缺血發(fā)生時，神經(jīng)干細(xì)胞會迅速作出反應(yīng)。研究表明，在短暫性腦缺血后，小鼠海馬齒狀回可觀察到神經(jīng)干細(xì)胞的增生。

腦缺血后神經(jīng)元再生過程可分為三個階段：首先，位于顆粒層邊緣的祖細(xì)胞發(fā)生增殖；接著，新生細(xì)胞開始遷移到顆粒層繼續(xù)分化；最后，新生細(xì)胞遷移至顆粒下層。

整個修復(fù)過程中，腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF扮演著關(guān)鍵角色。BDNF廣泛分布于神經(jīng)系統(tǒng)，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)多種神經(jīng)元的存活、分化和生長具有重要調(diào)節(jié)作用。

腦缺血后，海馬和皮層可表達多種神經(jīng)營養(yǎng)因子，其中BDNF可調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和分化，促進神經(jīng)元再生。甚至在長時程缺血中，梗死灶周圍半暗帶區(qū)仍可見BDNFmRNA的顯著表達。

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—The Third—

增強維修效果的科學(xué)嘗試

科學(xué)家們正在探索多種方法提高神經(jīng)干細(xì)胞的修復(fù)效果。中山大學(xué)沈君課題組的研究發(fā)現(xiàn)，將經(jīng)過納米材料改造過的神經(jīng)干細(xì)胞定向移植到梗死處，能讓腦組織神經(jīng)元“再生”。

他們研制了“納米乒乓球”樣的微小囊泡，這些囊泡能攜帶功能基因和顯像劑，被神經(jīng)干細(xì)胞高效吞噬。經(jīng)過這種處理的“升級版”神經(jīng)干細(xì)胞，移植到腦梗死區(qū)后分化為神經(jīng)元的比例提升了6倍。

中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員潘光錦團隊則發(fā)現(xiàn)，運動訓(xùn)練可以顯著促進移植人神經(jīng)干細(xì)胞的分化及成熟。將細(xì)胞移植與運動訓(xùn)練結(jié)合，能大大促進損傷神經(jīng)環(huán)路重建和運動功能恢復(fù)。

還有研究表明，神經(jīng)干細(xì)胞聯(lián)合外泌體使用能改善腦組織損傷，包括腦梗塞、神經(jīng)元死亡和膠質(zhì)瘢痕，并促進運動功能恢復(fù)。

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—The Fourth—

中醫(yī)藥的獨特視角

中醫(yī)對大腦的認(rèn)識很特別，比如“腎主骨生髓”“腦為髓海”——這里的“腎”不是咱們平時說的腰子，而是身體里管生長、發(fā)育的“總開關(guān)”，“腦髓”就是大腦工作的“物質(zhì)基礎(chǔ)”。

中醫(yī)覺得，神經(jīng)干細(xì)胞的好壞，和“腎”的功能密切相關(guān)，還和“肝”（管藏血、疏泄）、“督脈”（管全身陽氣，通大腦）的功能有關(guān)。

腦缺血后，中醫(yī)認(rèn)為身體里會產(chǎn)生“水瘀毒邪”——可以理解成缺血后產(chǎn)生的“垃圾”，這些“垃圾”會堵著“修理工”干活，還會引發(fā)“多米諾骨牌式的壞反應(yīng)”，讓更多神經(jīng)細(xì)胞受損。

這時候，中藥就像“清潔工”，能把這些“垃圾”清走，比如用清熱解毒、化瘀利水的藥，清除自由基、興奮性氨基酸這些“毒素”，阻斷壞反應(yīng)的鏈條。

同時，中藥還能幫BDNF多干活，讓“修理工”多增殖、多往神經(jīng)元方向分化，還能保護新生的神經(jīng)細(xì)胞，幫它們建立“突觸聯(lián)系”——相當(dāng)于既給“修理工”掃清障礙，又給它們加營養(yǎng)，讓它們更快把大腦的“損壞部件”修好。

而且中醫(yī)特別看重“缺血半暗帶”——就是大腦缺血后，有些區(qū)域沒徹底壞死，只是“半昏迷”，這時候及時清“垃圾”、補營養(yǎng)，就能把這些區(qū)域救回來，縮小梗死面積。

不像以前有些研究只盯著某一種病理因素，中醫(yī)更注重“整體調(diào)理”，讓腦內(nèi)環(huán)境恢復(fù)穩(wěn)定，幫大腦的“自救系統(tǒng)”發(fā)揮最大作用。

例如，蘇木中的活性成分可以通過抑制腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，保護神經(jīng)元免受神經(jīng)炎性損傷。

傳統(tǒng)藏藥鬼箭錦雞兒也被發(fā)現(xiàn)具有顯著的抗缺血性腦中風(fēng)作用，其有效成分能調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞從促炎的M1型向抗炎的M2型極化，發(fā)揮神經(jīng)保護作用。

當(dāng)腦缺血發(fā)生時，你大腦內(nèi)的“維修工”便開始緊急動員，試圖修復(fù)受損的神經(jīng)組織。而科學(xué)家正設(shè)法讓這些“維修工”更高效地工作，未來可能不再需要與時間賽跑，腦梗治療將迎來全新模式。