科學家首次制造出人工神經(jīng)細胞 助力改善人工視網(wǎng)膜

英國科學家首次在實驗室制造出了由生物相容性材料制成的人工神經(jīng)細胞，這項創(chuàng)新有朝一日可能會被用于合成組織，以修復心臟或眼睛等器官。相關(guān)研究發(fā)表于近日出版的《自然·化學》雜志。

神經(jīng)元細胞是神經(jīng)系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，基本功能是通過接受、整合、傳導和輸出信息實現(xiàn)信息交換。

在最新研究中，牛津大學哈根·貝利團隊設(shè)計出了一種合成材料，其作用方式與人類的神經(jīng)細胞類似。這種人工神經(jīng)細胞由水凝膠制成，直徑約為0.7毫米，比人類神經(jīng)細胞寬約700倍，但與魷魚體內(nèi)的巨大軸突相當。它們的長度也可以達到25毫米，與從眼睛到大腦的人類視神經(jīng)的長度相似。

研究人員稱，當光照在這種合成神經(jīng)細胞上時，會激活蛋白質(zhì)，將氫離子泵入細胞。這些帶正電荷的氫離子隨后通過神經(jīng)細胞，攜帶電信號。當正電荷到達神經(jīng)細胞頂端時，它會使神經(jīng)遞質(zhì)化學物質(zhì)三磷酸腺苷(ATP)從一個水滴移動到另一個水滴。在未來的研究中，研究人員希望能讓合成神經(jīng)細胞通過ATP信號與另一個神經(jīng)細胞相互作用，就像神經(jīng)細胞在突觸上相互連接一樣。

隨后，該團隊將7個神經(jīng)細胞捆綁在一起，作為一個合成神經(jīng)并行工作。貝利說：“這使我們能夠同時發(fā)送多個信號，它們的頻率各不相同。這樣做的主要目的是通過同一途徑發(fā)送不同的信息。”

巴斯大學的阿蘭·諾加雷特表示，這項創(chuàng)新將在本世紀末改善人工視網(wǎng)膜等神經(jīng)植入物方面發(fā)揮重要作用，“在軟材料中模擬神經(jīng)活動是朝著開發(fā)出無創(chuàng)腦機接口和解決神經(jīng)退行性疾病新療法邁出的重要一步”。

貝利希望最終能利用這些合成神經(jīng)細胞同時輸送不同類型的藥物，以更快、更精確地治療傷口，“利用光，我們可能會以一種特定模式釋放藥物分子”。

不過，貝利團隊也指出，與真正的神經(jīng)細胞不同，新合成系統(tǒng)中沒有循環(huán)和創(chuàng)造新神經(jīng)遞質(zhì)的機制，因此這個神經(jīng)細胞只能工作幾個小時，人工神經(jīng)細胞還有很長的路要走。

總編輯圈點

神經(jīng)元細胞損傷后，不可再生，雖然可以修復，但難度也不低，且需要時間。這次，科學家首次在實驗室制造出了由生物相容性材料制成的人工神經(jīng)細胞，它能部分發(fā)揮真正神經(jīng)細胞的作用，能傳遞信息，但只能工作幾個小時。需要注意的是，研究人員自己也給出了一個時間表，他們說，這項創(chuàng)新或?qū)⒃诒臼兰o末在改善人工視網(wǎng)膜等方面發(fā)揮重要作用。本世紀末!看來，要從實驗室成果變成真正能用于臨床的醫(yī)療手段，還需要艱苦卓絕的努力。