神經(jīng)系統(tǒng)疾病包括一系列影響中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)的疾病。神經(jīng)退行性疾病包括一組使人衰弱且往往致命的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,目前尚無有效的治療方法。干細(xì)胞因其出色的增殖、多譜系分化和自我更新能力而受到認(rèn)可。干細(xì)胞移植代表了神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療策略的重大進(jìn)步,可用于臨床前和臨床環(huán)境。間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 因其獨(dú)特特性而引起了廣泛關(guān)注,使其成為備受追捧的治療細(xì)胞來源。
間充質(zhì)干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療潛力和挑戰(zhàn):簡要分析
近日,知名醫(yī)學(xué)期刊《神經(jīng)病理學(xué)與實(shí)驗(yàn)神經(jīng)病學(xué)雜志》發(fā)表了一篇“間充質(zhì)干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療潛力和挑戰(zhàn):簡要分析”的文獻(xiàn)綜述[1]。

該綜述總結(jié)了當(dāng)前關(guān)于使用間充質(zhì)干細(xì)胞治療各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病(包括帕金森病、中風(fēng)、多發(fā)性硬化癥和阿爾茨海默病)的研究。
間充質(zhì)干細(xì)胞成為在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中的突破性角色
間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 是能夠分化成各種細(xì)胞類型的多能干細(xì)胞。MSC可以從各種組織中分離出來,包括臍帶、骨髓、經(jīng)血和脂肪組織。它們在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,主要是因?yàn)樗鼈兡軌蛑С纸M織再生,這取決于營養(yǎng)因子的分泌,以及產(chǎn)生不同間充質(zhì)譜系的能力。
此外,MSC還表現(xiàn)出歸巢能力并具有營養(yǎng)作用,可以調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、改變受傷組織周圍的微環(huán)境并促進(jìn)組織修復(fù)。

總體而言,間充質(zhì)干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療機(jī)制與旁分泌信號傳導(dǎo)有關(guān)(通過分泌活性和外泌體[Exos]釋放),包括免疫調(diào)節(jié)、誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生、神經(jīng)保護(hù)、向神經(jīng)元的轉(zhuǎn)分化、血管生成和細(xì)胞外基質(zhì)重塑。MSCs的免疫調(diào)節(jié)涉及與免疫細(xì)胞的相互作用以及IL-6、肝細(xì)胞生長因子、前列腺素2和TGF-β1等細(xì)胞因子的分泌,這些細(xì)胞因子可抑制免疫反應(yīng)并抑制神經(jīng)元凋亡。
MSCs還通過表達(dá)GAP43蛋白、突觸蛋白I和NMDA受體等促進(jìn)突觸形成和神經(jīng)生長。此外,MSCs通過釋放多種生長因子、細(xì)胞因子、趨化因子和蛋白質(zhì)來增強(qiáng)損傷修復(fù),這些因子、細(xì)胞因子、趨化因子和蛋白質(zhì)具有促血管生成、抗凋亡和/或神經(jīng)保護(hù)作用。
鑒于這些特性,MSCs有望用于治療各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
神經(jīng)系統(tǒng)疾病是全世界身體和認(rèn)知障礙的主要原因,目前影響著全球約15%的人口。在過去30年里,因神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致死亡和殘疾的絕對數(shù)量都顯著增加,尤其是在中低收入國家。預(yù)測表明,受人口增長和人口老齡化等因素的推動(dòng),這些數(shù)字將在全球范圍內(nèi)繼續(xù)上升。因此,迫切需要針對這些疾病的特殊而安全的治療方案。

在本文中,我們回顧了不同來源的MSCs在治療阿爾茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)、多發(fā)性硬化癥 (MS) 和中風(fēng)中的應(yīng)用。
01、間充質(zhì)干細(xì)胞治療阿爾茨海默癥
阿爾茨海默病是一種慢性神經(jīng)退行性疾病,其特征是記憶力喪失、認(rèn)知功能障礙和行為變化,妨礙患者在日常活動(dòng)中的獨(dú)立性。它被認(rèn)為是一種多因素疾病,涉及遺傳、分子和環(huán)境因素的組合,導(dǎo)致大腦中神經(jīng)元功能逐漸喪失和細(xì)胞死亡。
盡管該病十分嚴(yán)重,但目前尚無藥物可以阻止其進(jìn)展或治愈該病。傳統(tǒng)治療主要側(cè)重于緩解癥狀和改善患者及其護(hù)理人員的生活質(zhì)量。這些藥物包括膽堿酯酶抑制劑和N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 拮抗劑。

各種類型的MSC,包括骨髓來源、脂肪組織來源和臍帶來源的MSC,由于其再生潛力和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的能力,正在被研究作為AD的潛在療法。主要作用機(jī)制包括通過分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用、減少神經(jīng)炎癥的抗炎特性、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生、以及細(xì)胞外囊泡參與細(xì)胞通訊和大腦修復(fù),從而提高認(rèn)知能力。
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞和阿爾茨海默病
脂肪干細(xì)胞 (ADSC) 在減緩AD進(jìn)展方面的功效已被許多臨床前研究證實(shí)。Ma等人的研究表明,在淀粉樣蛋白β前體蛋白/早老素1 (APP/PS1) 雙轉(zhuǎn)基因小鼠的腦內(nèi)移植ADSC可有效減少β-淀粉樣蛋白 (Aβ) 的病理性聚集。淀粉樣斑塊的減少導(dǎo)致AD癥狀減輕、記憶功能恢復(fù)和小膠質(zhì)細(xì)胞功能調(diào)節(jié),最終減緩疾病進(jìn)展。
褪黑激素的抗氧化特性已得到廣泛認(rèn)可。研究發(fā)現(xiàn),移植前向ADSC注射褪黑激素比單獨(dú)注射ADSC更能有效減少Aβ斑塊和小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量。這種減少對記憶和認(rèn)知有積極影響。
綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)表明,ADSC具有減少Aβ斑塊、調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞功能、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和傳遞神經(jīng)保護(hù)蛋白的能力,因而在AD治療方面具有廣闊的前景。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)與阿爾茨海默病(AD)
研究顯示,骨髓來源的間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)在動(dòng)物模型中展現(xiàn)出改善AD癥狀的潛力。Qin等學(xué)者通過AD模型小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí),BMMSCs移植可通過抑制細(xì)胞凋亡與炎癥、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生與血管生成、調(diào)節(jié)免疫等多種機(jī)制,減少神經(jīng)病理損傷并改善認(rèn)知功能障礙,且不同機(jī)制可能在疾病不同階段發(fā)揮作用。
人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞(hUCB-MSCs)與阿爾茨海默病(AD)
人臍帶血來源的間充質(zhì)干細(xì)胞(hUCB-MSCs)是治療AD的另一潛在選擇。
Jia等研究團(tuán)隊(duì)利用模擬AD加速衰老的SAMP8小鼠模型發(fā)現(xiàn),hUCB-MSCs通過分泌肝細(xì)胞生長因子修復(fù)受損神經(jīng)細(xì)胞,其機(jī)制包括下調(diào)過度磷酸化的tau蛋白、逆轉(zhuǎn)樹突棘丟失、增強(qiáng)衰老海馬區(qū)的突觸可塑性、改善神經(jīng)纖維纏結(jié),并通過激活cMet-AKT-GSK3通路恢復(fù)認(rèn)知功能。
另有研究表明,hUCB-MSCs移植至AD模型小鼠腦內(nèi)后,雖未直接分化為神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞,但可通過分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子干預(yù)AD病理進(jìn)程。
不同類型間充質(zhì)干細(xì)胞治療阿爾茨海默病的療效對比
當(dāng)前尚無明確證據(jù)表明哪種MSCs亞型對AD療效最佳。盡管hUCB-MSCs分離成功率低于骨髓和脂肪組織來源的MSCs,但其增殖能力最強(qiáng)且可長期培養(yǎng);而骨髓MSCs(BMMSCs)的增殖能力最弱,但部分研究提示其可能優(yōu)于脂肪MSCs(ADSCs)。未來需進(jìn)一步通過頭對頭研究驗(yàn)證各類型MSCs的治療潛力。圖1總結(jié)了MSC在阻止或逆轉(zhuǎn)AD進(jìn)展方面的潛在機(jī)制。

02、間充質(zhì)干細(xì)胞治療中風(fēng)
中風(fēng)是一種影響神經(jīng)系統(tǒng)的疾病,主要由血管阻塞引起。腦血栓會(huì)干擾正常的血液循環(huán),導(dǎo)致動(dòng)脈阻塞和潛在破裂,從而導(dǎo)致出血。中風(fēng)時(shí)腦動(dòng)脈破裂,腦細(xì)胞會(huì)因缺氧而突然死亡。此外,中風(fēng)還可能導(dǎo)致抑郁癥和癡呆癥的發(fā)生,它被公認(rèn)為全球第二大死亡原因。缺血性閉塞是造成中風(fēng)相關(guān)死亡的約85%的原因,其余病例則是由于顱內(nèi)出血。
中風(fēng)病理的重要因素包括炎癥、能量耗竭、體內(nèi)平衡被破壞、酸中毒、細(xì)胞內(nèi)鈣濃度升高、興奮性毒性、自由基介導(dǎo)的毒性、細(xì)胞因子驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞毒性、補(bǔ)體系統(tǒng)激活、血腦屏障功能障礙、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞刺激、氧化應(yīng)激和白細(xì)胞浸潤。

當(dāng)前中風(fēng)治療的主要重點(diǎn)是神經(jīng)保護(hù)和重新打開腦內(nèi)阻塞的血管。這包括使用低溫療法和使用抗血栓、抗血小板和抗高血壓藥物來治療栓塞造成的缺血性腦損傷。
在過去的20年里,干細(xì)胞因其自我更新和發(fā)育成各種類型細(xì)胞的能力而在中風(fēng)治療中顯示出了良好的前景。缺血性中風(fēng)干細(xì)胞療法的研究主要集中在兩種不同的機(jī)制上:
(1)替代受損的神經(jīng)細(xì)胞和組織,以及
(2)旁分泌功能效應(yīng),例如免疫調(diào)節(jié)、促血管生成以及神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)營養(yǎng)功能。
總體而言,在缺血性中風(fēng)再生療法的背景下,經(jīng)過大量臨床前和臨床測試的主要細(xì)胞類型包括胚胎干細(xì)胞(多能干細(xì)胞)、胎兒干細(xì)胞(主要來自胎兒大腦或脊髓的干細(xì)胞)、成體干細(xì)胞(例如組織特異性的MSCs)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(重新編程為多能干細(xì)胞的體細(xì)胞)。此外,它們還表現(xiàn)出有利的旁分泌作用,可以減輕細(xì)胞死亡并為宿主細(xì)胞提供生長或營養(yǎng)支持,從而增強(qiáng)宿主大腦內(nèi)的再生過程。
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(ADSCs)與中風(fēng)治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(ADSCs)在嚙齒類動(dòng)物中風(fēng)模型中展現(xiàn)出顯著的神經(jīng)功能修復(fù)潛力。研究表明,ADSCs可通過以下核心機(jī)制干預(yù)中風(fēng)病理進(jìn)程:
- 抑制缺血誘導(dǎo)的自噬:Kuang等發(fā)現(xiàn),ADSCs來源的天然細(xì)胞外囊泡通過傳遞miR-25-3p至靶細(xì)胞,抑制自噬過度激活,從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用并促進(jìn)神經(jīng)功能康復(fù)。
- 促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生與腦修復(fù):ADSCs可刺激神經(jīng)細(xì)胞生成并激活神經(jīng)發(fā)生相關(guān)修復(fù)標(biāo)記物,加速慢性中風(fēng)后的功能恢復(fù)。
- 促血管生成:ADSCs通過釋放血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)啟動(dòng)血管生成,減少神經(jīng)元死亡。
- 抑制膠質(zhì)增生:ADSCs治療可減少膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)陽性細(xì)胞生成,抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞過度活化。
- 免疫調(diào)節(jié):在大腦中動(dòng)脈閉塞模型中,ADSCs通過上調(diào)抗炎因子IL-10、下調(diào)促炎因子TNF-α水平,重塑免疫微環(huán)境。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)與中風(fēng)治療的關(guān)鍵機(jī)制
BMMSCs通過多靶點(diǎn)作用機(jī)制干預(yù)中風(fēng)病理進(jìn)程,其核心治療機(jī)制如下:
1. 血管生成與神經(jīng)保護(hù)
- 促血管生成:BMMSCs分泌血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)和胎盤生長因子,促進(jìn)缺血區(qū)新血管形成,改善神經(jīng)血管損傷。
- 線粒體功能支持:通過隧道納米管向受損細(xì)胞運(yùn)輸線粒體,保護(hù)線粒體功能并增強(qiáng)血管生成能力。
2. 神經(jīng)再生與突觸修復(fù)
- 神經(jīng)營養(yǎng)因子分泌:釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子,促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生、突觸形成及白質(zhì)完整性恢復(fù),重建受損神經(jīng)回路。
- 支持性微環(huán)境構(gòu)建:維持血腦屏障完整性,為神經(jīng)干細(xì)胞增殖和分化提供適宜環(huán)境。
3. 抗凋亡與免疫調(diào)節(jié)
- 抑制細(xì)胞凋亡:通過旁分泌作用減少缺血區(qū)神經(jīng)元凋亡。
- 免疫調(diào)控:調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),抑制促炎因子釋放,促進(jìn)抗炎因子(如IL-10)表達(dá),減輕繼發(fā)性腦損傷。
4. 細(xì)胞間協(xié)同作用
- 促進(jìn)細(xì)胞間連接:增強(qiáng)星形膠質(zhì)細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞間的相互作用,支持神經(jīng)血管單元功能恢復(fù)。
臨床轉(zhuǎn)化現(xiàn)狀
- 安全性優(yōu)勢:超過12項(xiàng)臨床試驗(yàn)(多通過靜脈或動(dòng)脈內(nèi)給藥)證實(shí),BMMSCs治療未引發(fā)靜脈血栓、異常增殖、感染或神經(jīng)功能惡化等嚴(yán)重副作用。
- 給藥便捷性:相較于腦內(nèi)移植,靜脈/動(dòng)脈途徑操作更簡便,技術(shù)門檻低,臨床應(yīng)用潛力大。
BMMSCs移植不會(huì)導(dǎo)致副作用,包括靜脈血栓栓塞、異常細(xì)胞增殖、全身癌癥、全身感染或神經(jīng)功能衰退,因此支持將這些細(xì)胞用于治療。
人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞(hUCB-MSCs)與中風(fēng)
移植來自人臍帶的MSCs (hUCB-MSCs) 是治療急性缺血性中風(fēng) (AIS) 的一種有前途的選擇。hUCB -MSCs能夠防止炎癥細(xì)胞進(jìn)入腦組織,并增強(qiáng)腦組織完整性和功能的恢復(fù)。
早期給予高劑量的hUCB-MSCs可以顯著改善神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù),并降低中風(fēng)的程度。在缺血性中風(fēng)治療過程中,hUCB-MSCs通過由基質(zhì)細(xì)胞衍生因子和趨化因子受體促進(jìn)的歸巢機(jī)制被引導(dǎo)到缺氧引起的腦損傷部位。這些MSCs通過參與免疫調(diào)節(jié)、減少炎癥、防止細(xì)胞凋亡、促進(jìn)血管再生以及幫助神經(jīng)修復(fù)和重塑來發(fā)揮作用。
最近的研究表明,hUCB-MSCs的給藥導(dǎo)致促炎性白細(xì)胞介素 (IL-1β、IL-6) 和腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 的濃度顯著降低,同時(shí)血清中抗炎因子IL-10的血清水平升高。根據(jù)這些發(fā)現(xiàn),hUCB-MSCs的給藥在治療中風(fēng)方面表現(xiàn)出有效的免疫調(diào)節(jié)能力,增強(qiáng)亞急性期趨化因子和神經(jīng)營養(yǎng)因子的產(chǎn)生。
臨床試驗(yàn)表明,使用BMMSC治療中風(fēng)是安全的,但效果不佳。MSC種類繁多,新發(fā)現(xiàn)的類型(如hUCB-MSC)可能更有效。盡管需要進(jìn)一步探索,但中風(fēng)干細(xì)胞療法在保護(hù)和促進(jìn)神經(jīng)元再生方面顯示出潛力,從而改善中風(fēng)幸存者的預(yù)后。圖2突出顯示了不同類型的MSC在治療中風(fēng)方面的建議機(jī)制。

03、間充質(zhì)干細(xì)胞治療多發(fā)性硬化癥
多發(fā)性硬化癥是一種自身免疫性疾病,會(huì)持續(xù)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng),導(dǎo)致炎癥、髓鞘退化和神經(jīng)細(xì)胞損傷。少突膠質(zhì)細(xì)胞是負(fù)責(zé)產(chǎn)生和維持髓鞘的細(xì)胞,它們受到免疫系統(tǒng)的攻擊,導(dǎo)致髓鞘變薄并最終脫落。髓鞘退化會(huì)逐漸導(dǎo)致電不穩(wěn)定、破壞軸突傳導(dǎo)并導(dǎo)致整個(gè)神經(jīng)元的功能異常。這一系列事件始于炎癥,最終導(dǎo)致軸突損傷和功能障礙。

激素和免疫抑制劑經(jīng)常用于治療MS。然而,長期服用這些藥物可能會(huì)導(dǎo)致不良反應(yīng)并產(chǎn)生高昂的費(fèi)用。此外,患者在停藥后通常會(huì)出現(xiàn)癥狀復(fù)發(fā)或加重。現(xiàn)代治療方法主要側(cè)重于緩解癥狀和控制疾病進(jìn)展。然而,改善康復(fù)和神經(jīng)恢復(fù)方法的必要性推動(dòng)了對更有效治療方案的追求。
近年來,干細(xì)胞療法已成為治療MS的一種有希望的途徑。干細(xì)胞以其獨(dú)特的自我更新和分化成各種細(xì)胞類型的能力而聞名,在再生受損神經(jīng)組織、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和增強(qiáng)有利于自然修復(fù)過程的條件方面具有巨大潛力。
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞治療多發(fā)性硬化癥
Ragerdi等人開展的一項(xiàng)研究調(diào)查了ADSC與17β-雌二醇聯(lián)合使用對銅宗小鼠脫髓鞘和髓鞘再生模型的影響,該模型已用于研究MS病理學(xué)的特定方面。研究結(jié)果表明,這種注射有效刺激了髓鞘的產(chǎn)生。
雖然這些治療效果背后的確切機(jī)制仍不清楚,但已提出了2個(gè)主要假設(shè):首先,ADSC與MSC類似,可能分化為能夠產(chǎn)生髓鞘的成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞;其次,它們可能通過間接途徑增強(qiáng)內(nèi)源性前體細(xì)胞的存活和增殖,可能通過與MSC相互作用激活大腦中的修復(fù)和再生過程。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)治療MS
許多臨床前研究強(qiáng)調(diào)了BMMSCs對MS動(dòng)物模型的治療效果。Chahine等人研究了注入BMMSCs對緩解MS的治療效果;他們的研究表明,BMMSCs注射可顯著改善MS患者的病情,且副作用極小。
人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞(hUCB-MSCs)治療多發(fā)性硬化癥
在劉等人的研究中,髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白 (MOG-34-56) 被施用于猴子,以誘發(fā)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎 (EAE),這是一種MS模型。然后用hUCB-MSC治療猴子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞可有效預(yù)防臨床癥狀并在整個(gè)治療期間維持治療效果。腦組織切片的組織學(xué)檢查顯示存在健康的髓鞘層,并且沒有炎癥過程。此外,這些細(xì)胞促進(jìn)了免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的表達(dá),包括IL-17、IL-13、IL-10、IFN-γ和VEGF,同時(shí)減少了促炎細(xì)胞因子,如SCD40L和IL-5。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (BMMSC) 是研究最廣泛的MSC,具有改善緩解性慢性和復(fù)發(fā)性EAE療效的潛力。盡管BMMSC具有良好的效果,但其多能特性可能會(huì)限制其實(shí)際應(yīng)用。相比之下,hUCB-MSC已成為治療MS的更合適的替代方案,因?yàn)樗鼈兙哂蟹只⒄{(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和促進(jìn)組織再生的能力。
圖3直觀地展示了不同類型的MSCs在MS治療中的影響以及建議的機(jī)制。

04、間充質(zhì)干細(xì)胞治療帕金森病
帕金森病是一種神經(jīng)退行性疾病,其特征是產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元退化,多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的多巴胺水平降低。這種神經(jīng)元損失與路易氏體的積聚有關(guān),路易氏體是α-突觸核蛋白團(tuán)塊,會(huì)破壞這些神經(jīng)元的正常功能。受影響最嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)是黑質(zhì)紋狀體通路,具體涉及黑質(zhì)致密部和紋狀體。
PD與多種風(fēng)險(xiǎn)因素有關(guān),包括年齡增長、遺傳因素、農(nóng)藥暴露和環(huán)境毒素(如合成海洛因)。然而,這種疾病的確切病因尚不完全清楚。

帕金森病的特征是一系列運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)癥狀。運(yùn)動(dòng)癥狀通常包括靜止性震顫、僵硬、運(yùn)動(dòng)遲緩(運(yùn)動(dòng)緩慢)和彎腰駝背。非運(yùn)動(dòng)癥狀可能涉及神經(jīng)行為障礙,如抑郁和焦慮、認(rèn)知障礙(包括癡呆)以及自主神經(jīng)功能障礙,如直立性低血壓和多汗癥。
目前尚無針對PD的明確治療方法;目前所有的治療都側(cè)重于延緩疾病進(jìn)展、緩解癥狀和改善生活質(zhì)量。此外,傳統(tǒng)的PD治療方法有許多嚴(yán)重的副作用,因此有必要探索替代治療方法,例如使用MSCs。
研究人員一直在研究源自成人骨髓、臍帶、脂肪組織和其他來源的MSCs的臨床潛力,因?yàn)樗鼈兙哂蟹只Ⅲw外擴(kuò)增、釋放營養(yǎng)因子和表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)特性的能力,可用于組織修復(fù)和治療多種疾病。
脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞和帕金森病
脂肪干細(xì)胞 (ADSC) 的表面抗原標(biāo)記特征和分化能力與BMMSC非常相似,但同時(shí)也表現(xiàn)出更大的異質(zhì)性。它們還具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)能力,使其成為細(xì)胞療法的極佳候選者。
有證據(jù)表明,MSC可以通過趨化作用遷移到炎癥部位。它們通過影響特定的趨化募集反應(yīng)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,有助于減少受損區(qū)域的炎癥并支持組織修復(fù)。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)和帕金森病
許多研究強(qiáng)調(diào)了BMMSCs在PD模型中的有益作用。Bouchez等人對大鼠進(jìn)行了6-OHDA腦內(nèi)注射以誘發(fā)PD癥狀,隨后注射大鼠BMMSCs。移植后,由苯丙胺誘導(dǎo)的突觸多巴胺水平正向調(diào)節(jié)引起的苯丙胺誘導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)顯著減少,而神經(jīng)末梢和細(xì)胞體中的多巴胺能標(biāo)志物的存在得到部分補(bǔ)充。
此外,神經(jīng)末梢和細(xì)胞體中的多巴胺能生物標(biāo)志物的水平也經(jīng)歷了顯著恢復(fù)。這一結(jié)果與多巴胺能神經(jīng)元的保存以及剩余黑質(zhì)紋狀體纖維中新生長的出現(xiàn)有關(guān)。
BMMSC能夠遷移到受傷的大腦,導(dǎo)致血清TGF-β1水平顯著下降,同時(shí)巢蛋白基因表達(dá)和腦酪氨酸羥化酶水平增加。此外,腦內(nèi)多巴胺 (DA) 和血清BDNF水平升高。BMMSC的抗炎、免疫調(diào)節(jié)和神經(jīng)營養(yǎng)作用被認(rèn)為在將這些標(biāo)志物恢復(fù)到正常水平方面發(fā)揮了作用。
BMMSC能夠釋放神經(jīng)營養(yǎng)介質(zhì),例如BDNF、NGF、神經(jīng)營養(yǎng)素和神經(jīng)膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (GDNF),這對于神經(jīng)發(fā)生、神經(jīng)保護(hù)、神經(jīng)元存活和分化至關(guān)重要。此外,BMMSC可以轉(zhuǎn)化為多巴胺能前體,提供類似的特性,從而增強(qiáng)移植后帕金森大鼠的行為。
人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞(hUCB-MSCs)和帕金森病
多項(xiàng)研究表明,hUCB-MSC具有神經(jīng)保護(hù)作用,但其使用通常會(huì)受到諸如不受控制的分化等問題的阻礙。干細(xì)胞通過分泌的Exos與其他細(xì)胞進(jìn)行通信。此外,hUCB -MSC分泌生長因子、細(xì)胞因子和Exos,它們在神經(jīng)保護(hù)、神經(jīng)分化、減少細(xì)胞凋亡和炎癥調(diào)節(jié)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。重要的是,Exos的大小使它們能夠穿過血腦屏障,從而增強(qiáng)其治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療潛力。
雖然各種類型的MSC在治療PD方面都顯示出良好的前景,但每種類型都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和局限性。BMMSC經(jīng)常用于臨床試驗(yàn),但hUCB-MSC具有更快的自我更新能力和無痛采集過程。
總體而言,持續(xù)的研究和臨床試驗(yàn)對于確定治療帕金森病最有效的間充質(zhì)干細(xì)胞類型、優(yōu)化治療方法以及確保長期療效和安全性至關(guān)重要。圖4總結(jié)了不同類型的MSC在PD中的治療潛力和擬議機(jī)制。

間充質(zhì)干細(xì)胞亞型在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中的潛力、挑戰(zhàn)與精準(zhǔn)化發(fā)展方向
干細(xì)胞療法在阿爾茨海默病(AD)、中風(fēng)、多發(fā)性硬化癥(MS)及帕金森病(PD)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中展現(xiàn)出顯著潛力,但其療效與間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)亞型的選擇密切相關(guān)。現(xiàn)有證據(jù)表明:
- ①骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMMSCs)在AD治療中可能優(yōu)于脂肪來源MSCs(ADSCs),其通過多靶點(diǎn)調(diào)控機(jī)制(如tau蛋白磷酸化抑制、Aβ清除)展現(xiàn)獨(dú)特優(yōu)勢;
- ②人臍帶血MSCs(hUCB-MSCs)憑借高效增殖能力與易獲取性,在PD和中風(fēng)治療中凸顯應(yīng)用前景,其分泌的神經(jīng)保護(hù)因子(如GDF-15、galectin-3)可有效激活內(nèi)源性修復(fù)通路;
- ③脂肪MSCs(ADSCs)則在MS模型中通過免疫調(diào)節(jié)與膠質(zhì)增生抑制發(fā)揮核心作用。
然而,跨疾病、跨亞型的直接療效對比仍缺乏高質(zhì)量循證依據(jù),且臨床轉(zhuǎn)化面臨三大瓶頸:移植細(xì)胞存活率低、致瘤風(fēng)險(xiǎn)尚未完全排除,以及移植途徑(靜脈/動(dòng)脈/腦內(nèi))的標(biāo)準(zhǔn)化方案亟待優(yōu)化。
未來研究需聚焦于開發(fā)基因編輯增強(qiáng)型MSCs、構(gòu)建靶向遞送系統(tǒng),并通過多組學(xué)技術(shù)解析細(xì)胞-宿主互作的時(shí)空動(dòng)態(tài),以推動(dòng)干細(xì)胞療法向精準(zhǔn)化、個(gè)體化治療邁進(jìn)。
主要參考資料:
[1]https://academic.oup.com/jnen/advance-article/doi/10.1093/jnen/nlaf021/8097959?login=false
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