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神經(jīng)干細(xì)胞移植在改善神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用機(jī)制和應(yīng)用前景

發(fā)表時(shí)間:2021-05-29 15:35作者:杭吉干細(xì)胞科技

神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病是一組起病緩慢,病程呈進(jìn)行性發(fā)展,預(yù)后不良的疾病,主要以損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)為主,臨床上以肌無(wú)力障礙、運(yùn)動(dòng)障礙和錐體束征受損為特征,多無(wú)感覺(jué)障礙。

神經(jīng)退行性疾病發(fā)病因素主要與腦損傷、年齡、基因等相關(guān)。臨床常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病有帕金森,肌萎縮側(cè)索硬化癥,亨廷頓病、阿爾茨海默病,脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)等。

該組疾病發(fā)病機(jī)制仍不明,至今無(wú)特效療法。從發(fā)病開(kāi)始,患者的生存期一般為3~5年。因此迫切需要新的治療方法來(lái)延緩疾病的發(fā)作、減緩病情發(fā)展、延長(zhǎng)生存期并最終減輕疾病負(fù)擔(dān)。

目前臨床上治療神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病傳統(tǒng)方法包括藥物干預(yù)、康復(fù)訓(xùn)練等,但只能改善癥狀,卻不能阻止疾病進(jìn)展。

此時(shí)干細(xì)胞移植治療具有非常廣闊的前景,為腦梗死、帕金森、阿爾茨海默病、脊髓損傷等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的細(xì)胞移植治療帶來(lái)了新的希望。

神經(jīng)干細(xì)胞(NSCs)是指自我更新、且具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞等多向分化潛能的細(xì)胞。其在神經(jīng)系統(tǒng)中主要作為一種儲(chǔ)備細(xì)胞,當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷或退行性變時(shí),受到數(shù)量及微環(huán)境的影響,內(nèi)源性干細(xì)胞的修復(fù)作用非常有限,幾乎不能進(jìn)行有效的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的修復(fù)。


NSCs 修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷可能有以下機(jī)制

① NSCs分化為多種類型的成熟神經(jīng)元、星狀細(xì)胞、少突膠 質(zhì)細(xì)胞,修復(fù)、替代梗死后缺損的神經(jīng)細(xì)胞;

②改變微環(huán)境,產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)因子,如bFGF、EGF、BDNF等;

③減少了炎癥反應(yīng)的發(fā)生、抑制了膠質(zhì)細(xì)胞的增生,且促進(jìn)了室管膜下區(qū)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞的增殖和遷移,整體提高了神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)能力;

④通過(guò)促進(jìn)VEGF和血管生成素的生成,從而促進(jìn)新生血管的形成,為神經(jīng)功能的恢復(fù)提供充足的血供。

神經(jīng)干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

缺血性腦卒中

缺血性腦卒中是嚴(yán)重威脅人類健康的常見(jiàn)病和多發(fā)病,目前主要的治療包括超早期溶栓和急性期神經(jīng)元保護(hù)療法,但是狹窄的時(shí)間窗使這些治療措施受到限制,受益患者極少。

基礎(chǔ)研究:OKI等人將在體外獲得的iPSC-NSC移植到腦梗死小鼠模型的紋狀體,移植后一周前爪運(yùn)動(dòng)功能明顯改善,在形態(tài)學(xué)上,移植細(xì)胞可分化為各種成熟神經(jīng)元,且在體內(nèi)可存活至少4個(gè)月,未發(fā)現(xiàn)腫瘤形成。

臨床案例:在一項(xiàng)單中心、劑量遞增的開(kāi)放性臨床研究中,13例缺血性腦卒中發(fā)病后6-60月的60歲及以上男性病人(NIHSS評(píng)分≥6分,mRS評(píng)分2-4分)立體殼核注射不同劑量的NSCs,2年收集臨床影像學(xué)資料,未發(fā)現(xiàn)免疫及細(xì)胞相關(guān)副作用,NIHSS評(píng)分平均改善2分。

帕金森病

帕金森?。?PD) 是發(fā)生于中老年人的一種慢性中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。

基礎(chǔ)研究:2006年,研究者從發(fā)育中的人胚胎分離出NSCs,用表皮生長(zhǎng)因子和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子聯(lián)合培養(yǎng)后移植到單側(cè)紋狀體損傷的鼠腦內(nèi),2周后發(fā)現(xiàn)大量未分化的細(xì)胞存活,并且在紋狀體內(nèi)遷移,分化后表達(dá)酪氨酸羥化酶,能部分改善鼠行為缺陷。

阿爾茨海默病

阿爾茨海默病,癡呆的最常見(jiàn)原因之一,是繼心血管疾病、腫瘤和腦卒中之后威脅老年人健康的第4位殺手,病程緩慢且不可逆。

動(dòng)物研究:發(fā)現(xiàn)移植NSCs不僅能分化為多種類型的神經(jīng)細(xì)胞替代缺失神經(jīng)組織,同時(shí)能產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,如腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,神經(jīng)生長(zhǎng)因子及膠質(zhì)源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等,并促進(jìn)突觸發(fā)生、調(diào)節(jié)其可 塑性,進(jìn)而有效改善 AD 動(dòng)物認(rèn)知、學(xué)習(xí)與記憶功能 。

由韓國(guó)生物技術(shù)公司NatureCell及Rbio共同經(jīng)營(yíng)的生物之星干細(xì)胞研究所宣布,治療阿爾茲海默癥的干細(xì)胞藥物AstroStem獲批在日本福岡三一診所(TrinityClinic Fukuoka)商業(yè)化使用。

2018年4月12日起,該診所可開(kāi)始使用干細(xì)胞藥物治療阿爾茲海默癥。這是一種靜脈注射自體脂肪組織來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞的方法。

脊髓損傷

脊髓損傷(SCI)是由多種損 傷因素引起的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)障礙。目前的藥物、手術(shù)等治療方式均不能從根本上解決神經(jīng)再生的問(wèn)題。

在一項(xiàng) I 期 /IIa 期臨床研究中,將胎腦NSCs移植至19名外傷性頸椎脊髓損傷患者, 1年后17名患者的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)功能恢復(fù),2名患者運(yùn)動(dòng)功能完全恢復(fù),證據(jù)發(fā)現(xiàn)腫瘤形成、神經(jīng)功能惡化、神經(jīng)病理性疼痛或痙攣的加重。

未來(lái)展望

阿爾茲海默癥、帕金森等這類嚴(yán)重影響老年人生活質(zhì)量的疾病,已經(jīng)成為了當(dāng)今醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)。

神經(jīng)干細(xì)胞的出現(xiàn)為眾多不可治愈的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療帶了希望,正如《干細(xì)胞與發(fā)育》雜志上的論文所言,有效治療神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵在于神經(jīng)干細(xì)胞,讓更多的老年人擁有高質(zhì)量的晚年生活。

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