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神经干细胞移植在神经退行性疾病中的临床案例研究

发表时间:2021-04-22 16:02作者:中科干细胞

在治疗神经退行性疾病中 ,最关键的问题在于疾病对于神经的伤害是不可逆的,因为大脑和脊髓的神经元不能再生 。

鉴于神经退行性疾病通常是由于神经细胞的消亡,神经干细胞(NSC )移植成为治疗神经退行性疾病的希望。

NSC移植的主要目的是通过其再生能力和定向分化能力 ,取代缺失的细胞和组织,一些信号通路如碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)等已被证明可以诱导NSC的定向分化。用NSC当作中枢神经系统移植的细胞源有很多益处:可以获得大量且均一的细胞 ,增殖速度和分化方向可控(bHLH信号通路可调节),容易与宿主细胞形成正常细胞关联等。

已经有研究证实在帕金森病(PD) 、阿尔茨海默病 (AD)和肌萎缩性脊髓侧索硬 化症(ALS)的动物模型中移植NSC的有利影响 。

神经干细胞移植治疗PD

PD是一种常见的神经系统变性疾病,我国65岁以上人群PD的患病率大约是1.7%。 大部分PD患者为散发病例,仅有不到10%的患者有家族史。 其临床表现主要包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍,同时患者可伴有抑郁、便秘和睡眠障碍等非运动症状。

在临床研究中,首例人类NSC移植治疗PD的试验在瑞典进行,在为12位患者移植 NSC后一个月,有明显改善的患者占41.6%。陈涛等将原代培养的NSC注入12例确诊的PD病人的尾状核头中,移植后3个月临床症状改善率为75%,术后6个月改善率为83.3%。说明体外培养的NSC可以有效治疗PD,但远期疗效还需要进一步观察。

神经干细胞移植治疗AD

AD又名老年性痴呆,是一种中枢神经系统变性疾病,起病隐匿,慢性进行。 主要表现为渐进性记忆障碍 、认知功能障碍 、人格改变及语言障碍等神经精神症状。 AD的病因及发病机制尚未阐明,特征性病理改变为β淀粉样蛋白(amyloid β protein ,Aβ)沉积形成的细胞外老年斑和tau蛋白过度磷酸化形成的神经细胞内神经原纤维缠结,以及神经元丢失伴胶质细胞增生等。

基础研究一

Tate等研究发现在大鼠脑内注射人Aβ会在大鼠脑内产生炎症反应 ,注射在侧脑室的 NSC可以迁移到Aβ沉积区 。 这表明NSC能够识别并追踪Aβ损伤区 ,其在治疗 AD 等大片脑神经损伤的神经退行性 病变中可以起到携带治疗性分子的作用【1】。

基础研究二

Qu等发现,将体外培养的人类NSC注射入患AD模型大鼠的侧脑室,几周后在Morris水迷宫实验中,其认知能力明显好于没有注射的对照组。这证明了外源源性NSC改进了PD模型大鼠的认知能力【2】。

神经干细胞移植治疗ALS

ALS又称渐冻人症,是一种进行性运动神经元病。上、下运动神经元均可累及,临床上表现为上、下运动神经元合并受损的混合性瘫痪。其病因尚不明确,可能与遗传、自体免疫、病毒的侵犯等有关。

在动物试验中,人类胚胎NSC移植已经被证明在治疗本病中有良好的前景【3】 。 Hefferan等发现人类胚胎NSC能在ALS模型鼠的脊髓中迁移到受损的部分,分化成运动神经元, 并可生成神经肌肉接头,同时模型动物的部分运动功能得到恢复【4】 。

2002年,Wu等将NSC通过第四脑室注射入脑脊液治疗脊髓损伤模型,发现在脑脊液的转运下,NSC在脊髓软脑膜上呈簇生长,迁移到损伤部位并整合入脊髓组织中,分化成为胶质细胞和神经元。

梁等研究发现 ,给11位ALS病人应用腰椎穿刺脊髓蛛网膜下腔或静脉注射等方法移植脐血来源的NSC后 ,病人的功能独立性得到一定恢复,FIM评分升高。

目前NSC治疗神经退行性疾病遇见的问题

1、要诱导 NCS 定向分化为需要的神经元;

2、要保证 NSC 有足够的分裂能力;

3、使新生的神经元能与对应的肌细胞建立起突触联系;

4、新生的神经元要能整合到原有的神经环路。

结语

目前,虽然在NSC移植治疗神经退行性疾病 方面的研究取得了较大突破,但还需深入研究。相信随着分子生物学技术水平的不断提高,人们对神经退行性疾病及指 导 NSC 定向分化等认识将达到一个新的更高的水平 。 那时,治愈神经退行性疾病的患者将不是梦想。

参考

【1】:Tate BA ,Werzanski D ,Marciniack A,eta1 .Mig ration of neural stem cells to Alzheimerlike lesions in an animal mod el of AD[J] .Soc Neurosci Abstr,2000 ,26(2 ) :496-49.

【2】:Kwak YD , M arutle A ,Dantuma E , et al . Involvement of notch signaling pathw ay in amyloid precurso r protein induced glial differentiation [J] .Eur J Pharmacol ,2011 ,650(1):18-27.

【3】:Rossi SL ,NistorG ,Wyatt T ,etal .Histological and function al benefit following t ransplantation of moto r neuron progeni to rs to t he injured rat spinal co rd[J ] .PLoS One , 2010,5 : e11852 .

【4】:Jeong SY ,Ratho re K I ,Schulz K ,et al .Dysreg ulation of i ron homeostasis in the CN S cont ributes to disease prog res sion in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis [J ] .J Neurosci ,2009,29(3 ) :610619 .


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