神經(jīng)干細(xì)胞移植給神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療帶來了無限應(yīng)用潛力發(fā)表時(shí)間:2022-02-25 14:41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,臨床上以肌無力障礙、運(yùn)動(dòng)障礙和錐體束征受損為特征,多無感覺障礙。 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,至今無特效療法。從發(fā)病開始,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延緩疾病的發(fā)作、減緩病情發(fā)展、延長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。 干細(xì)胞是一類具有自我更新能力的多潛能細(xì)胞,在一定條件下可以分化成多種功能細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞(NSCs)是神經(jīng)系統(tǒng)中恒定存在的可進(jìn)行自我更新及多向分化的原始細(xì)胞,可以分化為神經(jīng)元和多種膠質(zhì)細(xì)胞。 神經(jīng)干細(xì)胞移植的研究近年來取得了很大的進(jìn)展在治療帕金森病、腦卒中、阿爾茲海默癥、肌萎縮側(cè)索硬化癥、脊髓損傷等方面取得了一些成就。 近年來,研究發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)并非完全不能再生。特別是發(fā)現(xiàn)胎腦和成人腦內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞(NSCs) 移植后能在宿主的神經(jīng)組織中存活、整合、分化,為人類攻克神經(jīng)變性疾病開辟了新的途徑。 神經(jīng)干細(xì)胞移植的優(yōu)勢點(diǎn)體外培養(yǎng)的NSCs作為移植供體的優(yōu)點(diǎn)為: (1)在可控制的培養(yǎng)條件下,實(shí)現(xiàn)快速體外擴(kuò)增以滿足移植所需的細(xì)胞數(shù)量。 (2)可根據(jù)擬移植部位的細(xì)胞類型及細(xì)胞結(jié)構(gòu)特異性,在體外使其分化成與受者部位細(xì)胞類型及構(gòu)成相似的細(xì)胞群體后再行移植。 (3)可低溫凍存,復(fù)蘇后仍能維持原來的生物學(xué)特性,故可構(gòu)建NSC庫,源源不斷地供應(yīng)細(xì)胞。 (4)可來源于受體自身,結(jié)構(gòu)上易與宿主固有組織整合而無免疫反應(yīng)。 (5)具有潛在的遷移能力,能在腦實(shí)質(zhì)內(nèi)彌散較遠(yuǎn)的距離到達(dá)靶部位。 (6)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中不受血腦屏障限制,以穩(wěn)定直接的方式運(yùn)送基因產(chǎn)物或替換無功能神經(jīng)細(xì)胞。 神經(jīng)干細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的神經(jīng)保護(hù)、修復(fù)作用可能的機(jī)制 ①神經(jīng)干細(xì)胞刺激內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制:神經(jīng)營養(yǎng)因子作用:NSCs歸巢到受損組織后分泌的神經(jīng)營養(yǎng)因子能夠促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞活化、移行、分化為相應(yīng)類型的神 經(jīng)細(xì)胞,從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。 除神經(jīng)營養(yǎng)因子的保護(hù)作用外,NSCs還具有:免疫調(diào)節(jié)作用、抗炎作用、促血管生成。 ②NSCs神經(jīng)性分化替代機(jī)制:NSCs具有多向分化潛能,可以遷移至損傷區(qū)域分化成神經(jīng)樣細(xì)胞,通過替代損傷、凋亡的神經(jīng)細(xì)胞改善神經(jīng)功能。 神經(jīng)干細(xì)胞移植與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病神經(jīng)干細(xì)胞移植治療帕金森帕金森?。≒D)是一種以中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進(jìn)行性喪失為特征的神經(jīng)退行性疾病,目前尚無特異性的有效治療方法。 臨床案例 目的:探討神經(jīng)干細(xì)胞移植術(shù)治療帕金森病的臨床效果。 結(jié)果:治療后12個(gè)月,患者UPDRS量表中的行為和心理評分、日常生活質(zhì)量評分、運(yùn)動(dòng)功能評分、并發(fā)癥評分均明顯低于治療前(P<0.05),且治療后12個(gè)月UPDRS量表總評分也低于治療前(P<0.05)。27例患者平均隨訪12個(gè)月,治療總有效率為81.48%。 結(jié)論:神經(jīng)干細(xì)胞移植手術(shù)治療帕金森病療效確切,可明顯改善患者UPDRS評分,提升生活質(zhì)量,值得推廣。 值得關(guān)注的是,最近有研究在臨床上對NSCs移植治療帕金森病患者進(jìn)行了初探,臨床結(jié)果表明,移植NSCs后短期內(nèi)能部分改善帕金森患者的震顫、強(qiáng)直癥狀,遠(yuǎn)期療效有待進(jìn)一步觀察。 神經(jīng)干細(xì)胞移植治療阿爾茲海默癥馬劉紅等將4×104NSCs注射到化學(xué)損傷所致阿爾茨海默病小鼠模型的側(cè)腦室,細(xì)胞移植組小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力明顯改善,具體的機(jī)制尚不清,NSCs可能通過減少β淀粉樣肽沉積引發(fā)的神經(jīng)元凋亡和分化成膽堿能樣神經(jīng)元外源性替代發(fā)揮作用。 神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦損傷懷孕期間或出生前后的大腦損傷可能會(huì)對后代產(chǎn)生終身的影響,包括腦癱和癲癇,但目前尚無治療方法使受傷的新生兒大腦再生。神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)具有在大腦中定植和再生受損腦組織的潛力。在對這一領(lǐng)域的最廣泛研究回顧中,NSC在減少新生兒大腦損傷方面具有很強(qiáng)的潛力。 NSC是大腦的組成部分??茖W(xué)家們正在開展研究來確定如何可能利用NSC來促進(jìn)大腦受傷部位的恢復(fù)。 在近期發(fā)表在Stem Cells Translational Medicine期刊上的一篇標(biāo)題為“Neural stem cell treatment for perinatal brain injury: A systematic review and meta-analysis of preclinical studies”的綜述論文中,澳大利亞哈德遜醫(yī)學(xué)研究所的Madelein Smith及其研究團(tuán)隊(duì)分析了所有已發(fā)表的臨床前研究,發(fā)現(xiàn)NSC可以減少大腦損傷并改善大腦損傷后的身體功能。 目的:探討不同治療時(shí)機(jī)神經(jīng)干細(xì)胞移植治療顱腦損傷后遺癥的效果。 結(jié)論:在不同治療時(shí)機(jī),神經(jīng)干細(xì)胞移植治療顱腦損傷后遺癥均取得一定效果,患者顱腦損傷6個(gè)月內(nèi)是進(jìn)行神經(jīng)干細(xì)胞移植的最佳治療時(shí)機(jī),臨床效果更為顯著,可有效提高患者功能獨(dú)立性,極大降低患者不良反應(yīng)發(fā)生率。 神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦卒中隨著醫(yī)學(xué)進(jìn)步,腦卒中患者的生存率得到提高,但在存活患者中80%以上遺留神經(jīng)功能障礙,如常見的運(yùn)動(dòng)感覺功能障礙,目前尚無有效治療手段。以神經(jīng)干細(xì)胞為代表的細(xì)胞替代治療有望為相關(guān)疾病的治愈帶來希望。然而,移植的神經(jīng)干細(xì)胞能否與宿主神經(jīng)系統(tǒng)整合,是否具有體內(nèi)功能仍然備受質(zhì)疑,阻礙了神經(jīng)干細(xì)胞治療的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。 中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員潘光錦團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院教授胡昔權(quán)團(tuán)隊(duì),以缺血性腦卒中(MCAO)動(dòng)物為模型,在神經(jīng)干細(xì)胞治療方面展開深入合作,在神經(jīng)干細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促進(jìn)移植神經(jīng)細(xì)胞的體內(nèi)成熟和動(dòng)物行為學(xué)功能修復(fù)方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果以Physical exercise promotes integration of grafted cells and function recovery in an acute stroke rat model為題,發(fā)表在Stem Cell Reports上。 研究發(fā)現(xiàn),術(shù)后及時(shí)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以顯著促進(jìn)移植人神經(jīng)干細(xì)胞分化及成熟,并與宿主神經(jīng)元形成神經(jīng)環(huán)路,將該過程縮短至1-3個(gè)月。細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)組在腦梗死體積、神經(jīng)元分化成熟以及宿主神經(jīng)血管再生等多項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于損傷對照組、單細(xì)胞移植和單運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組,在運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)方面也表現(xiàn)最佳。進(jìn)一步機(jī)制研究表明,該組合介入手段創(chuàng)造了有利于神經(jīng)元存活和再生的腦內(nèi)微環(huán)境:損傷灶神經(jīng)營養(yǎng)因子水平顯著增加,血管生成增強(qiáng),炎癥和氧化應(yīng)激水平顯著下降;神經(jīng)突觸(神經(jīng)元之間的聯(lián)系)和神經(jīng)可塑性具有活動(dòng)依賴性的特點(diǎn),運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起相關(guān)神經(jīng)突觸活動(dòng)水平和神經(jīng)遞質(zhì)水平顯著上升,從而促進(jìn)了損傷神經(jīng)環(huán)路的重建和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。 目的:觀察10例腦卒中后遺癥患者經(jīng)神經(jīng)干細(xì)胞移植后,其神經(jīng)系統(tǒng)癥狀與體征的變化情況。 結(jié)果:患者自我料理、括約肌控制、活動(dòng)和轉(zhuǎn)移、運(yùn)動(dòng)、交流、社會(huì)認(rèn)知都有明顯改善(P<0.01)。 結(jié)論:神經(jīng)干細(xì)胞移植可以一定程度地改善腦卒中患者的后遺癥,提高患者生活質(zhì)量。 神經(jīng)干細(xì)胞移植治療脊髓損傷利用干細(xì)胞恢復(fù)因脊髓損傷(spinal cord injury)而喪失的功能一直是科學(xué)家和醫(yī)生的雄心壯志。美國每年有近1.8萬人患有脊髓損傷,另有29.4萬人存在著某種程度的永久性癱瘓或身體功能減弱,如膀胱控制或呼吸困難。 目的:主要討論神經(jīng)干細(xì)胞的移植治療脊髓損傷的臨床情況。 方法:對10例患有脊髓損傷的病人進(jìn)行脊髓損傷局部的神經(jīng)干細(xì)胞移植,術(shù)前及術(shù)后半年時(shí)間內(nèi)進(jìn)行神經(jīng)功能情況的評定。 結(jié)果:神經(jīng)干細(xì)胞移植,促進(jìn)了神經(jīng)通路的重建工作,患者在日常生活中的感覺、運(yùn)動(dòng)、排汗等方面均有一定程度的改善,術(shù)后與術(shù)前比較,患者的精神功能情況有了顯著的差異。 結(jié)論:神經(jīng)干細(xì)胞移植利于脊髓損傷的修復(fù)并且可以明顯改善脊髓損傷患者的多方面的神經(jīng)功能。 神經(jīng)干細(xì)胞移植未來前景神經(jīng)干細(xì)胞的體外培養(yǎng)成功為治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了新的思路,神經(jīng)干細(xì)胞移植在治療帕金森、老年癡呆、脊髓損傷、腦損傷等方面取得了可喜的成就。 神經(jīng)干細(xì)胞移植在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病領(lǐng)域展示了誘人的前景,盡管在臨床應(yīng)用前還存在一些潛在不足,相信隨著研究的深入神經(jīng)干細(xì)胞移植有望成為治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的理想種子細(xì)胞。 |
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