美(mei)國洛杉磯2018年4月24日(ri)電 /美(mei)通(tong)社/ -- 世界著名物理學家和宇宙學家史蒂芬·霍金(jin)前不久去世了。人們在緬(mian)懷霍金(jin)的(de)同(tong)時，他(ta)與之抗爭55年的(de)肌萎縮性(xing)脊髓側(ce)索硬化(hua)癥（ALS，俗稱“漸凍癥”）再次受到熱切關注(zhu)，尤其(qi)是該(gai)疾(ji)病最新的(de)治療進(jin)展。
令人興(xing)奮的(de)是，日(ri)前(qian)，美國西達賽(sai)奈醫(yi)療中(zhong)心一(yi)(yi)項最(zui)新研究將為霍金一(yi)(yi)樣的(de)“漸凍人”帶來治療的(de)新希(xi)望(wang)。
意識是清醒的，身體卻一點點被凍住
肌萎(wei)縮性(xing)脊髓側索硬化癥 (ALS，amyotrophic lateral sclerosis)，俗稱“漸凍癥”，是一種神(shen)(shen)經(jing)系統疾病。該病是一種侵犯脊髓、腦干、大腦運動(dong)神(shen)(shen)經(jing)元的慢性(xing)進展性(xing)疾病。
支配(pei)肌肉運動的神(shen)經元(yuan)因為(wei)人類尚不知道的原因慢(man)慢(man)變性、損害、死(si)亡，肌肉也因此慢(man)慢(man)失去運動的能力，一點(dian)點(dian)的萎縮，直到死(si)亡。因為(wei)這(zhe)些功(gong)能是隨(sui)著(zhu)疾病進展(zhan)逐(zhu)(zhu)漸(jian)喪失，身體如(ru)同(tong)被逐(zhu)(zhu)漸(jian)凍(dong)住一樣，故患者(zhe)被稱為(wei)“漸(jian)凍(dong)人”。
對(dui)很多“漸凍人”來說，最讓他(ta)們痛苦的(de)(de)是意識是清醒的(de)(de)，卻要看著自己(ji)的(de)(de)身(shen)體一點點死(si)去(qu)，全身(shen)動(dong)彈不(bu)得，直到無法吞咽，沒辦(ban)法呼吸，真(zhen)切(qie)的(de)(de)感受到了生命從(cong)身(shen)體里的(de)(de)漸漸流逝。
霍金(jin)已經與(yu)“漸凍癥”斗爭了55年。在疾病(bing)后(hou)期，他僅(jin)僅(jin)能依靠極小幅度的動作控制電腦，與(yu)外界(jie)進行(xing)溝通。但不(bu)得不(bu)說，霍金(jin)與(yu)病(bing)魔對抗的時長是一個奇跡，因為“漸凍人”的平均存活(huo)時間僅(jin)為3-5年。
脊髓器官芯片技術 -- 為“漸凍人”帶來希望
ALS非常罕見，10萬人中大(da)約(yue)有(you)(you)(you)4～6人有(you)(you)(you)可能罹(li)患這種(zhong)疾病(bing)。絕大(da)部分ALS患者都是成年以后發病(bing)。ALS病(bing)因至今不明(ming)，部分病(bing)例可能與遺傳及基因缺(que)陷有(you)(you)(you)關。雖然發病(bing)率很低，但ALS對病(bing)人的生(sheng)活質量(liang)及生(sheng)命構成很大(da)威脅，目前(qian)的臨床用(yong)藥(yao)也沒有(you)(you)(you)明(ming)顯(xian)效果(guo)。
但是，科學家們(men)一直在研究延(yan)緩漸凍(dong)癥患者(zhe)病情發展的方(fang)法。他們(men)利用一項最新(xin)的器官芯片 (Organ-Chip) 技術，在微型芯片上(shang)模擬人(ren)體生物學，發現了人(ren)腦中(zhong)微小的血(xue)管可以啟動脊髓(sui)運(yun)動神經元(yuan)的發育。
利用這項技術可以追蹤芯片上的活體組織，為科學家研究ALS及其他神經退行性疾病的病情進展提供了獨一無二的方法。美國西達賽奈再生醫學中心的 Clive Svendsen 博士和 Samuel Sances 博士在(zai)美國《干細胞報告》(Stem Cell Reports) 上發(fa)表了(le)這一(yi)重大(da)研究成果(guo)。
Sances博士說：“直到現在，人們依(yi)然認(ren)為(wei)血管(guan)(guan)只是用來運輸(shu)(shu)營養和氧氣、排出廢物和調(diao)節血流。我們的研究成果表明，除了運輸(shu)(shu)功能，血管(guan)(guan)還(huan)有重(zhong)大作用，那就是與(yu)神經進行基因層面的交流。”
西達賽奈的研(yan)究人(ren)員收集(ji)人(ren)體皮膚細(xi)胞(bao)(bao)，首(shou)先利用基因(yin)重(zhong)組(zu)技(ji)術將它們轉變為誘(you)導性(xing)多(duo)能(neng)干細(xi)胞(bao)(bao)(induced pluripotent stem cells, iPSCs)，進而(er)可(ke)獲得人(ren)體多(duo)種(zhong)類(lei)型的細(xi)胞(bao)(bao)。在該研(yan)究中(zhong)，一(yi)部分(fen)誘(you)導性(xing)多(duo)能(neng)干細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)化(hua)為了脊髓運動(dong)神經元，這是一(yi)種(zhong)與肌肉相連，能(neng)夠(gou)指示肌肉運動(dong)的細(xi)胞(bao)(bao)，在患有肌萎(wei)縮(suo)側(ce)索硬化(hua)癥時(shi)死亡，而(er)另一(yi)部分(fen)誘(you)導性(xing)多(duo)能(neng)干細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)化(hua)為了血(xue)管細(xi)胞(bao)(bao)。
隨后，在U盤大小(xiao)的器官(guan)芯片上(shang)，研(yan)究人(ren)(ren)員成(cheng)功將(jiang)脊髓(sui)運(yun)動神經元與血(xue)管連接。如下(xia)圖所(suo)示，脊髓(sui)運(yun)動神經元（上(shang)方，藍色(se)）與毛細血(xue)管細胞(bao)（下(xia)方，紅色(se)）在器官(guan)芯片內聚(ju)集，并相互(hu)作(zuo)用。這些發現令人(ren)(ren)眼前一亮。
Sances 博(bo)士表示，通過(guo)該研究，他(ta)們發現血管細胞傳遞分子信號(hao)，可以(yi)促進脊(ji)髓(sui)神(shen)經元的發育(yu)，讓脊(ji)髓(sui)運(yun)動(dong)神(shen)經元看起來更像是在人類(lei)胚胎中的狀態。
原來(lai)，在器官芯片內(nei)部，脊髓運動神經元會(hui)自發(fa)地通(tong)過電(dian)子信號互相傳遞(di)信息，它們(men)不僅會(hui)獨(du)立發(fa)出(chu)信號，也會(hui)同時發(fa)出(chu)大規模(mo)信號。研(yan)究人員通(tong)過一(yi)種著色(se)物質(zhi)來(lai)觀察(cha)神經活動，每次神經元發(fa)出(chu)信號時會(hui)閃爍熒(ying)光。
Sances博士認為，這些發現(xian)有兩個意義：一是闡明我(wo)們的(de)脊髓是怎么(me)生成發育(yu)的(de)；二(er)是為改進體外(wai)肌(ji)萎縮側索硬(ying)化癥(zheng)建模(mo)與發現(xian)治療方法(fa)創造了基礎(chu)。
目前，脊髓器官芯(xin)片(pian)技術已被(bei)運用(yong)于(yu)一項大型肌萎縮(suo)側索硬化癥患者(zhe)研究中(zhong)，目的(de)(de)是為這些患者(zhe)尋(xun)找新的(de)(de)生物標志和(he)靶向療法(fa)。而且，芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)(de)血(xue)管完整(zheng)無損(sun)，可用(yong)于(yu)研究血(xue)管到(dao)神(shen)經系(xi)統的(de)(de)實驗療法(fa)的(de)(de)效(xiao)果，從而加快藥物研制的(de)(de)進程(cheng)。
