治愈 ALS：磁刺激恢复受损的运动神经元 – 物理世界

肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 是一种严重的无法治愈的疾病，其中运动神经元（大脑和脊髓中向肌肉发送信号以控制运动的神经细胞）受损。 如果运动神经元没有功能，肌肉就无法接收指令，不再工作，导致进行性瘫痪、肌肉萎缩，最终导致呼吸系统衰竭。

目前，ALS 尚无成功的治疗方法，药物治疗对患者生存的影响微乎其微。 为了解决这一不足，由亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫中心领导的跨学科研究小组（赫兹DR) 以及 德累斯顿工业大学 正在研究利用磁场恢复受损运动神经元的潜力。

磁刺激对神经元疾病的影响已被广泛研究。 然而，在周围神经中的应用却很少。 在这项最新研究中，报道 细胞研究人员评估了外周运动神经元的磁刺激是否可以恢复 FUS 基因突变的 ALS 患者 (FUS-ALS) 的干细胞衍生运动神经元缺陷。

该团队——由物理学家领导 托马斯·赫尔曼斯多弗、细胞生物学家 Arun Pal 和医生 理查德·芬克，并得到德累斯顿工业大学和罗斯托克大学同事的支持，通过对从健康个体和 FUS-ALS 患者的皮肤活检中获得的诱导多能干细胞进行重新编程，生成脊髓运动神经元。 他们设计并制造了可在细胞培养箱中操作的电磁线圈，并使用这些线圈将运动神经元暴露在定制的磁场中。

每次磁刺激包括四次连续治疗（持续数小时），使用 2 至 10 Hz 的极低方波频率。 细胞成熟30至45天后进行治疗 细胞/组织，其间线圈关闭。 最终处理后，研究小组将细胞培养两天，然后评估磁刺激的影响。

恢复轴突缺陷

运动神经元拥有称为轴突的长突起，最长可达 1 m，负责运输物质和传输信息。 线粒体和溶酶体等轴突细胞器的运输受损会导致 ALS 中的神经元变性。 因此，研究人员使用活细胞成像和免疫荧光染色来测量暴露于磁场的运动神经元中这些细胞器的运动性。

他们首先检查了平均细胞器速度。 定量跟踪分析显示，与对照细胞（来自健康供体）相比，未经处理的突变 FUS 运动神经元的线粒体和溶酶体的远端平均速度均降低。 暴露在磁场中使 FUS 运动神经元的平均速度恢复到控制水平，使用约 10 Hz 的极低频率可以看到最佳效果。

ALS 的另一个特点是轴突在受伤后或衰老过程中生长和再生的能力下降。 这种生长对于维持神经末梢之间的神经元间连接和传递信息至关重要。 为了研究磁刺激是否可以改善此类缺陷，研究小组使用微流体室中的细胞实时成像来分析轴突切除术（切断轴突）后轴突生长锥的新生长。

研究人员观察到，与对照细胞相比，未经处理的 FUS 运动神经元的平均轴突生长速度降低。 10 Hz 频率的 FUS 运动神经元磁刺激显着增加了平均生长速度，回到了控制水平。 磁场不影响控制运动神经元的平均生长速度。

在大量实验中，研究人员表明，ALS 患者的运动神经元会对磁场做出反应，受损的细胞器轴突运输通过刺激重新激活，轴突再生也得到恢复。 重要的是，他们还证明健康细胞不会因磁刺激而受损。

超声波可以在未来治疗运动神经元疾病

虽然这些发现看起来很有希望，但该团队强调需要长期和 体内 学习。 “我们认为这些 细胞/组织 Herrmannsdörfer 在一份新闻声明中表示：“结果是为 ALS 以及其他神经生成疾病的潜在新疗法提供了令人鼓舞的方法。” “然而，我们也知道，需要详细的后续研究来证实我们的发现。”

现在工作范围内 萨逊尼安 Herrmannsdörfer 和他的同事正在计划进一步研究，以优化所施加磁场的参数，了解细胞对各种磁刺激的反应，并测试对其他神经退行性疾病的治疗，例如帕金森病、亨廷顿病和阿尔茨海默病。

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/towards-a-cure-for-als-magnetic-stimulation-restores-impaired-motoneurons/