干細(xì)胞的作用|間充質(zhì)干細(xì)胞在神經(jīng)損傷修復(fù)中的作用
神經(jīng)創(chuàng)傷及神經(jīng)退行性等疾病導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷后的修復(fù)與再生問題,是困擾醫(yī)學(xué)界的難題之一。20世紀(jì)90年代初,Reynolds等從成年小鼠紋狀體中分離出能在體外不斷分化增殖、具有多種分化潛能的細(xì)胞群,并提出了神經(jīng)干細(xì)胞(NSC)的概念。這一發(fā)現(xiàn)打破了神經(jīng)元不能再生的傳統(tǒng)觀念,為許多難治性神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如帕金森病、缺血性腦病、脊髓損傷等提供了新思路。
已有大量研究證實(shí)成人腦內(nèi)存在NSC,在較低程度或少量神經(jīng)元損傷時(shí),這些腦內(nèi)現(xiàn)存的NSC可以起到自我修復(fù)的作用。但當(dāng)遇到大量神經(jīng)元死亡時(shí),僅靠自身的NSC將無法完成修復(fù),因此就要移植新的干細(xì)胞來代替因神經(jīng)損傷或退行性病變而喪失的神經(jīng)元。
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)在神經(jīng)系統(tǒng)損傷修方面具有良好的發(fā)展?jié)摿ΑSC具有分化成許多不同類型組織的能力。已有充分臨床證據(jù)證明,采用MSC治療神經(jīng)損傷取得了良好的效果,MSC的臨床研究已經(jīng)在許多國家相繼展開,我國自2016年起也啟動(dòng)了第一批以干細(xì)胞為發(fā)展導(dǎo)向的國家科技重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,隨著MSC及其相關(guān)技術(shù)的日益成熟,干細(xì)胞將逐漸走進(jìn)臨床應(yīng)用。
顱腦損傷(TBI)不僅具有較高的患病率和致死率,而且是繼發(fā)性癲癇發(fā)病的一個(gè)重要原因,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。在我國,TBI是40歲以下成年人創(chuàng)傷性死亡的主要原因。即使有幸存活下來,一部分TBI也會(huì)存在嚴(yán)重的神經(jīng)功能缺失和行為能力障礙,給家庭和社會(huì)造成極大的負(fù)擔(dān)。人間充質(zhì)干細(xì)胞(hMSC)被認(rèn)為是一個(gè)很好的治療腦損傷的備選細(xì)胞。
在2017年發(fā)布的一篇研究性文章中,公布了一項(xiàng)間充質(zhì)干細(xì)胞治療創(chuàng)傷性腦損傷的I期臨床研究:間充質(zhì)干細(xì)胞通過靜脈內(nèi)或鞘內(nèi)注射到10名嚴(yán)重腦外傷患者。大部分患者在隨訪期間神經(jīng)功能均有不同程度的改善。在移植后的任何患者中均未觀察到死亡或嚴(yán)重不良事件。與治療前的水平相比,移植后檢測到更高的血清神經(jīng)生長因子和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子水平。
在實(shí)驗(yàn)和臨床研究中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BM-MSC)是目前使用最廣泛的種子細(xì)胞。然而抽取骨髓是一個(gè)高度侵入性的過程,存在疼痛和感染的風(fēng)險(xiǎn),而且BM-MSC分化的潛能和擴(kuò)增能力都會(huì)隨著年齡的增加而降低。因此尋找BM-MSC的替代細(xì)胞已經(jīng)成為一個(gè)研究方向。來自胎盤、胎膜、羊水或胎兒組織MSC在細(xì)胞數(shù)量、擴(kuò)張潛力和分化能力上都較成體組織來源的MSC更高。同時(shí)它們當(dāng)中的一些細(xì)胞已經(jīng)被用來研究治療神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)創(chuàng)傷性疾病。
總之,MSC因取材方便、體外擴(kuò)增速度快、多向分化潛能及體內(nèi)外均可穩(wěn)定表達(dá)外源性目的基因、排斥反應(yīng)小等優(yōu)勢,已成為治療TBI、SCI、帕金森病、腦卒中、新生兒缺氧缺血性腦病、溶酶體貯積病等累及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的種子細(xì)胞。根據(jù)初步的臨床報(bào)告,MSC對(duì)這些疾病的治療療效令人鼓舞。隨著對(duì)其作用機(jī)制研究的不斷深入,在其細(xì)胞治療和基因工程中將有廣闊的應(yīng)用前景。
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參考資料:
1、間充質(zhì)干細(xì)胞基礎(chǔ)與臨床,韓忠朝,李金宗,韓之波,陳旭義,牛學(xué)剛,科學(xué)出版社
2、Wang, Z., Luo, Y., Chen, L., and Liang, W. Safety of neural stem cell transplantation in patients with severe traumatic brain injury. Exp. Ther. Med, 2017, 13, 3613–3618.