今年8月，來自美國普渡大學(Purdue University)理學院生物科學副教授Alexander Chubykin及中國暨南大學教授陳功(Gong Chen)的聯合研究團隊透過小鼠實驗，找到了一種將腦內原生的膠質腦細胞(glial brain cells)轉換成神經元的基因療法，有望成為因腦部缺血性損傷造成的視力、運動功能帶來新希望。這項研究發表在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》。
 
大多數的中風成因，是因為腦動脈發生阻塞，使得本應流向神經組織的血流中斷、導致神經細胞死亡。由於腦內主要動脈分布的位置，使得許多中風患者的運動功能(motor function)都會受到影響，然而有些中風會影響患者視力，使得患者失明或是視力受損。
 
雖然大腦有時候會透過重塑(remap)神經途徑，修補中風後的某些視覺功能，但這樣的過程非常緩慢、效率很低，甚至對某些患者來說根本不會發生；雖然也有幹細胞療法，但必須找到合適的免疫配對者，使得幹細胞療法非常困難。
 
因此，研究團隊直接以重編程(reprogramming)的方式，以神經分化因子-1(NeuroD1)為目標，將腦部缺血性損傷的模型小鼠模型腦內的膠細胞轉換成神經元，如此就不需要植入新的細胞，也沒有免疫原性排斥(immunogenic rejection)的問題，相較於幹細胞療法更加簡單，對大腦的傷害也比較小。
 
他們也利用細胞外電生理訊號紀錄(electrophysiological extracellular recordings)和雙光子鈣離子影像(two-photon calcium imaging)等技術，紀錄重編程細胞在活體內的變化，另一方面也透過體外實驗，追蹤和這些細胞形成的突觸連結，以研究此基因療法讓視覺皮層迴路整合和功能重建的效果。
 
結果他們發現，經過NeuroD1重編程的新神經元，能夠整合到皮質舊有神經元的神經迴路，且重建了小鼠的視覺反應、挽救視力；此外這些重編程神經元，也展現了方向選擇性(orientation selectivity)和功能性連結(functional connectivity)的成熟性。
 
研究團隊表示，這項研究的重要性在於透過小鼠活體(in vivo)的光學影像，能夠追蹤重編程神經元在數週內的發育和成熟化。由於視力功能比運動功能更能精準的測量，因此這項研究的模式，也能為後續重建運動功能的測量評估提供見解。
 
參考資料：
https://www.news-medical.net/news/20211003/Restoring-visual-function-after-stroke-with-gene-therapy.aspx
 
(編譯 / 吳培安)