哈佛大学的研究人员已经开发出一种工程技术，可以精确地控制神经元生长轴突的方向，轴突是一种电缆状结构，可以使神经细胞相互连接。在斑马鱼模型中，研究人员使用这种方法来纠正有缺陷的神经连接并恢复神经元引起肌肉收缩的能力。
该发现发表在《发育细胞》杂志上，代表了修复患者神经系统损伤的关键一步。通过指示类似于实际大脑的精确神经元连接的形成，它们还可以使科学家在实验室实验皿中创建更精确的大脑模型。
“ 神经元之间建立连接的过程主要发生在胚胎发育过程中，尤其是在像我们这样的哺乳动物中。此后，如果在脊髓损伤等情况下这些连接被切断，则神经元通常不会再生长，失去功能。克服这些困难将是一项伟大的成就。” Golub家庭干细胞与再生生物学教授Paola Arlotta说。“这项研究是原理的证明，表明了一种非侵入性策略指导神经元生长的潜力。”
建立联系
神经元的轴突是从细胞体发出并连接到其他细胞的投影，通常距离很远。在发育中的胚胎中，一组复杂的信号将轴突尖端的特殊结构(称为生长锥)引导至其精确目标，以连接神经系统。
“自然界提出了分子信号传递的美丽交响曲，它使像大脑一样难以置信的复杂组织正确地连线。我们正在越来越多地了解这是如何发生的，但我们尚无能力指导所有人这些复杂的过程，”阿洛特实验室的研究生，该研究的主要作者詹姆斯·哈里斯(James Harris)说。“相反，我们根据自己的设计创造了一种极其精确的工具，使我们能够覆盖体内的分子信号并指导轴突生长。”
通过直接控制轴突生长，该策略避免了破坏关键的生物信号分子或引入化学物质，这些分子可能会改变脆弱的发育环境，从而可能对邻近细胞造成意想不到的后果。为了确保该工具具有高度的针对性，研究人员对问题采取了工程方法。
非侵入性工程方法
为了控制轴突的生长，研究人员将融合蛋白引入了特定的神经元中，该蛋白将两种不同蛋白的功能结合在一起。第一蛋白质通常在发育中的轴突中表达，并控制负责轴突生长的机制。第二种蛋白质最初存在于植物中，可帮助植物感应光。
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