中风极其常见，一生中大约影响四分之一的成年人。经历中风的人中，大约有一半会留下持久的后遗症，如瘫痪或言语困难。
这些残疾的发生可能是因为中风剥夺了大脑某些部位的氧气，或者引起了破坏脑细胞的出血。一旦这些细胞丧失，传统上认为这种损伤是永久性的，因为目前没有任何治疗方法能够重建受损的脑组织。
“这就是为什么必须探索在疾病或事故后实现潜在大脑再生的新治疗方法，”苏黎世大学（UZH）再生医学研究所神经退行性疾病小组科学部门负责人克里斯蒂安·塔肯伯格（Christian Tackenberg）说。
干细胞可能有助于重建脑组织
一种可能的方法涉及神经干细胞，它们可以发育成神经系统中发现的多种类型的细胞。
由塔肯伯格和博士后研究员丽贝卡·韦伯（Rebecca Weber）领导的研究团队在两项研究中测试了这一想法，这两项研究是与南加州大学的鲁斯兰·拉斯特（Ruslan Rust）领导的团队合作完成的。
结果表明，移植的细胞不仅仅只是替换中风后丧失的神经元。
“我们的研究结果表明，神经干细胞不仅形成新的神经元，还诱导其他的再生过程，”塔肯伯格说。
人类干细胞变成新神经元
研究人员使用了能够产生不同类型神经系统细胞的人类神经干细胞。这些细胞是由诱导多能干细胞产生的，而诱导多能干细胞是通过重新编程普通人类体细胞使其重新获得发育成许多不同细胞类型的能力而制成的。
然后，该团队在小鼠体内诱发了永久性中风。由此产生的脑损伤旨在密切模拟人类中风的重要特征。
由于移植的细胞来自人类，小鼠经过了基因改造，因此其免疫系统不会排斥这些细胞。
在中风诱发一周后，研究人员将神经干细胞直接移植到大脑受损区域。然后，他们使用成像技术和生化分析来追踪发生的情况。
“我们发现干细胞在整整五周的分析期内都存活了下来，并且它们中的大多数转化成了神经元，这些神经元实际上甚至与已存在的脑细胞进行了交流，”塔肯伯格说。
这种与大脑现有细胞建立连接的能力尤为重要，因为仅仅产生新的神经元并不一定能恢复功能。新细胞还必须成为有效工作的神经网络的一部分。
大脑显示出多种修复迹象
研究人员发现了证据表明该治疗引发了更广泛的愈合反应。
受损脑组织中形成了新的血管，炎症过程的强度降低，血脑屏障的完整性得到改善。
血脑屏障是一个受到严格控制的保护性边界，将循环血液与脑组织隔开。该屏障的损伤可能会加剧中风后的炎症和进一步的损伤。
“我们的分析远远超出了其他研究的范围，那些研究侧重于移植后即刻产生的效果，”塔肯伯格解释道。
最重要的是，这些生物学变化伴随着动物运动方式的改善。
干细胞移植逆转了中风引起的小鼠运动障碍。研究人员部分通过人工智能辅助分析动物的行走模式来测量这些改善情况。
等待一周可能会改善干细胞疗法
研究人员在设计实验时考虑到了最终用于人类治疗的目的。
例如，这些干细胞的产生没有使用动物来源的试剂。在开发旨在用于人类的疗法时，避免使用动物源材料可能很重要，因为这可以减少潜在的安全和监管问题。
苏黎世大学团队与京都大学iPS细胞研究与应用中心（CiRA）合作，制定了一套明确的生产方案。
第二项研究还揭示了关于时机的一个重要见解。研究人员发现，在中风一周后进行干细胞移植的效果优于中风后立即进行移植。
这种延迟可能使该方法在临床环境中更容易应用。医生将有更多的时间来准备治疗，而不需要在中风后的紧急时期立即实施。
研究人员致力于开展人体试验
尽管研究结果令人鼓舞，但研究人员强调，在该疗法能够广泛用于人体测试之前，仍必须解决几个障碍。
“我们需要将风险降至最低，并简化在人类中的潜在应用，”他说。
一个令人担忧的问题是脑内干细胞不受控制的生长。塔肯伯格的团队再次与鲁斯兰·拉斯特合作，正在开发一种旨在防止这种情况发生的安全开关。
该团队还在探索一种侵入性较小的细胞递送方法。
研究人员正在开发一种血管内注射方法，而不是将干细胞直接移植到脑组织中。这将涉及通过血管递送细胞，并且可能比进行脑组织移植实用得多。
将诱导干细胞疗法推向人体测试已经有先例。据塔肯伯格称，日本正在进行使用诱导干细胞治疗帕金森病的初步临床试验。
“中风可能成为下一个有望进行临床试验的疾病。”