干細胞專欄

漢氏聯合成果專欄28:探索干細胞對神經系統疾病的治療作用


干細胞挽救中風姑娘


2011年,年僅31歲的年輕姑娘Sonia Olea Coontz突發中風,雖然幸存但右臂癱瘓、右腳部分麻痹,生活常常需要借助于輪椅。2017年,Coontz接受斯坦福大學腦神經專家Gary Steinberg團隊的干細胞治療。術后她重獲了移動手臂、獨立行走的能力。康復后Coontz結婚,成功懷孕并生了一個健康的孩子。


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上面故事中的腦中風,是常見的一種難治性神經系統疾病。神經系統疾病是指由于各種原因(如高血壓、糖尿病、自身免疫紊亂)造成神經損害的一系列疾病,如中風、老年癡呆、重癥肌無力等。


干細胞是我們人體內的“種子細胞”,可以變化為(專業術語叫“分化”)人體內的功能細胞,包括神經細胞,從而修復因疾病造成的細胞損害。


由于臨床上對神經系統疾病的治療效果常常不盡如人意,干細胞為這類疾病的治療帶來了新的希望。


漢氏聯合研發團隊深入研究了干細胞對中風、腦出血和重癥肌無力等難治性神經系統疾病的治療作用,研究成果在國際上發表了論文,受到國際同行的認可。


下面為大家科普一下這些研究成果


一、臍帶間充質干細胞對中風治療作用的研究


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臍帶間充質干細胞對大鼠中風模型的治療作用論文


背景知識:什么是中風?


中風,又稱為腦卒中,指由于腦部血管突然破裂或因血管阻塞致血液不能流入大腦而引起腦組織損傷的一組疾病。


為了方便大家理解“中風”這個概念,我們可以把大腦想象為一片田園。有許多水渠不斷灌溉田園,保證田園中的莊稼生機勃勃。


當雜物太多導致水渠堵塞,或水渠破裂漏水時,田園不能得到及時、充分灌溉,莊稼就會逐漸枯萎,田園逐漸凋敝。


水渠中雜物堵塞就是因糖尿病和高血脂導致的腦血管栓塞,即缺血性卒中;水渠漏水就是高血壓血管破裂造成的腦溢血,即出血性卒中。


在本研究中,漢氏聯合研究人員首先將大鼠腦動脈閉塞2小時,以制備缺血性腦卒中模型。而后,應用臍帶間充質干細胞治療腦卒中大鼠,通過檢測大鼠神經功能的恢復情況,驗證干細胞對缺血性腦卒中的治療作用。


研究結果顯示,臍帶間充質干細胞在大鼠大腦內存活了5周以上。與注射生理鹽水的對照組相比,臍帶間充質干細胞治療組大鼠的大腦損傷面積和神經功能缺陷程度得到顯著改善。在缺血大腦區域,臍帶間充質干細胞與大腦血管網廣泛融合,并且其中一部分分化為血管內皮細胞。臍帶間充質干細胞能夠大幅度提高腦卒中缺血區域的血管密度,同時缺血區域內促進血管新生的細胞因子“纖維母細胞生長因子”表達顯著增高。


纖維母細胞生長因子能夠促進新血管形成,修復損害的血管內皮細胞。


我們可以把纖維母細胞生長因子視作是能夠催生出更多血管網的養料。有了更多新生血管,就像是田園新修了更多灌溉渠道,田園里面的植物得到灌溉,重新恢復生機。


結論:臍帶間充質干細胞通過促進血管新生,改善中風大腦區域的血液供應,加速中風大鼠神經功能的恢復。


二、臍帶間充質干細胞對腦出血治療作用的研究


在上面一篇論文中,講述了間充質干細胞對腦血管梗塞大鼠的治療作用,那么,間充質干細胞對腦出血(我們所熟知的“腦溢血”)的治療作用如何呢?漢氏聯合研發團隊發表的這篇論文為大家揭示答案。


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人臍帶間充質干細胞對腦出血大鼠的治療作用論文


漢氏聯合研究人員在大鼠大腦內注射膠原酶VII(一種使血管溶解破裂的酶),制備腦溢血動物模型。


在臍帶間充質干細胞治療3天后,反應腦組織損傷程度的指標,如白細胞浸潤、神經膠質細胞活化、自由基水平、基質金屬蛋白酶合成等,均顯著降低。在干細胞治療14天后,病變周圍腦組織內血管密度顯著增加,并且移植入大腦的干細胞能夠與損傷腦組織內的血管融合。


結論:在大腦內注射臍帶間充質干細胞能夠加速腦溢血大鼠的神經功能恢復,主要是由于干細胞能夠抑制腦溢血造成的腦組織炎癥反應,并且通過促進血管新生減少腦部缺血程度。


三、臍帶間充質干細胞對重癥肌無力治療作用的研究


背景知識:重癥肌無力是一種由神經-肌肉接頭處傳遞功能障礙所引起的自身免疫性疾病。


為了大家便于理解,讓我們用另一種癥狀類似的疾病——漸凍癥,做一下比較。


漸凍癥是一種最終可以致死的疾病,一位才貌雙全的北大女孩婁滔,不幸死于漸凍癥。


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漸凍癥的特征是腦和脊髓中的運動神經元進行性退化。


發展到最后階段,肌肉逐漸萎縮退化,表現為肌肉逐漸無力以致癱瘓,以及說話,吞咽和呼吸功能減退直至呼吸衰竭而死亡,重癥肌無力患者和漸凍人出現的這些癥狀類似。


如果將運動神經元比喻為發射無線網絡信號的基站,那么神經-肌肉接頭就是接收并轉發信號的路由器。漸凍癥是無線網絡基站(發出神經信號的神經元)發生了故障,重癥肌無力是路由器(神經肌肉接頭)發生了故障。


漢氏聯合研發團隊應用臍帶間充質干細胞對重癥肌無力進行了研究性治療,發現臍帶間充質干細胞能夠抑制大鼠重癥肌無力的進展,其機制是通過免疫調節發揮治療作用。


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臍帶間充質干細胞移植治療大鼠重癥肌無力的研究論文


結  語


隨著經濟社會的發展,糖尿病、高血壓、自身免疫性疾病導致的神經系統疾病發病率越來越高。這些疾病多數是臨床難治性疾病,為患者和患者家庭帶來了經濟和精神負擔,尤其是那些失去生活自理能力的患者,更是讓整個家庭陷入不幸。


干細胞,尤其是人臍帶和胎盤組織來源的間充質干細胞,來源廣泛,并且安全性良好,在神經系統疾病的治療顯示了良好的應用前景,為這些患者帶來了治愈的希望之光。


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