汉氏联合成果专栏28:探索干细胞对神经系统疾病的治疗作用

2019-10-2127829点击

干细胞挽救中风姑娘


2011年,年仅31岁的年轻姑娘Sonia Olea Coontz突发中风,虽然幸存但右臂瘫痪、右脚部分麻痹,生活常常需要借助于轮椅。2017年,Coontz接受斯坦福大学脑神经专家Gary Steinberg团队的干细胞治疗。术后她重获了移动手臂、独立行走的能力。康复后Coontz结婚,成功怀孕并生了一个健康的孩子。


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上面故事中的脑中风,是常见的一种难治性神经系统疾病。神经系统疾病是指由于各种原因(如高血压、糖尿病、自身免疫紊乱)造成神经损害的一系列疾病,如中风、老年痴呆、重症肌无力等。


干细胞是我们人体内的“种子细胞”,可以变化为(专业术语叫“分化”)人体内的功能细胞,包括神经细胞,从而修复因疾病造成的细胞损害。


由于临床上对神经系统疾病的治疗效果常常不尽如人意,干细胞为这类疾病的治疗带来了新的希望。


汉氏联合研发团队深入研究了干细胞对中风、脑出血和重症肌无力等难治性神经系统疾病的治疗作用,研究成果在国际上发表了论文,受到国际同行的认可。


下面为大家科普一下这些研究成果


一、脐带间充质干细胞对中风治疗作用的研究


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脐带间充质干细胞对大鼠中风模型的治疗作用论文


背景知识:什么是中风?


中风,又称为脑卒中,指由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病。


为了方便大家理解“中风”这个概念,我们可以把大脑想象为一片田园。有许多水渠不断灌溉田园,保证田园中的庄稼生机勃勃。


当杂物太多导致水渠堵塞,或水渠破裂漏水时,田园不能得到及时、充分灌溉,庄稼就会逐渐枯萎,田园逐渐凋敝。


水渠中杂物堵塞就是因糖尿病和高血脂导致的脑血管栓塞,即缺血性卒中;水渠漏水就是高血压血管破裂造成的脑溢血,即出血性卒中。


在本研究中,汉氏联合研究人员首先将大鼠脑动脉闭塞2小时,以制备缺血性脑卒中模型。而后,应用脐带间充质干细胞治疗脑卒中大鼠,通过检测大鼠神经功能的恢复情况,验证干细胞对缺血性脑卒中的治疗作用。


研究结果显示,脐带间充质干细胞在大鼠大脑内存活了5周以上。与注射生理盐水的对照组相比,脐带间充质干细胞治疗组大鼠的大脑损伤面积和神经功能缺陷程度得到显著改善。在缺血大脑区域,脐带间充质干细胞与大脑血管网广泛融合,并且其中一部分分化为血管内皮细胞。脐带间充质干细胞能够大幅度提高脑卒中缺血区域的血管密度,同时缺血区域内促进血管新生的细胞因子“纤维母细胞生长因子”表达显著增高。


纤维母细胞生长因子能够促进新血管形成,修复损害的血管内皮细胞。


我们可以把纤维母细胞生长因子视作是能够催生出更多血管网的养料。有了更多新生血管,就像是田园新修了更多灌溉渠道,田园里面的植物得到灌溉,重新恢复生机。


结论:脐带间充质干细胞通过促进血管新生,改善中风大脑区域的血液供应,加速中风大鼠神经功能的恢复。


二、脐带间充质干细胞对脑出血治疗作用的研究


在上面一篇论文中,讲述了间充质干细胞对脑血管梗塞大鼠的治疗作用,那么,间充质干细胞对脑出血(我们所熟知的“脑溢血”)的治疗作用如何呢?汉氏联合研发团队发表的这篇论文为大家揭示答案。


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人脐带间充质干细胞对脑出血大鼠的治疗作用论文


汉氏联合研究人员在大鼠大脑内注射胶原酶VII(一种使血管溶解破裂的酶),制备脑溢血动物模型。


在脐带间充质干细胞治疗3天后,反应脑组织损伤程度的指标,如白细胞浸润、神经胶质细胞活化、自由基水平、基质金属蛋白酶合成等,均显著降低。在干细胞治疗14天后,病变周围脑组织内血管密度显著增加,并且移植入大脑的干细胞能够与损伤脑组织内的血管融合。


结论:在大脑内注射脐带间充质干细胞能够加速脑溢血大鼠的神经功能恢复,主要是由于干细胞能够抑制脑溢血造成的脑组织炎症反应,并且通过促进血管新生减少脑部缺血程度。


三、脐带间充质干细胞对重症肌无力治疗作用的研究


背景知识:重症肌无力是一种由神经-肌肉接头处传递功能障碍所引起的自身免疫性疾病。


为了大家便于理解,让我们用另一种症状类似的疾病——渐冻症,做一下比较。


渐冻症是一种最终可以致死的疾病,一位才貌双全的北大女孩娄滔,不幸死于渐冻症。


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渐冻症的特征是脑和脊髓中的运动神经元进行性退化。


发展到最后阶段,肌肉逐渐萎缩退化,表现为肌肉逐渐无力以致瘫痪,以及说话,吞咽和呼吸功能减退直至呼吸衰竭而死亡,重症肌无力患者和渐冻人出现的这些症状类似。


如果将运动神经元比喻为发射无线网络信号的基站,那么神经-肌肉接头就是接收并转发信号的路由器。渐冻症是无线网络基站(发出神经信号的神经元)发生了故障,重症肌无力是路由器(神经肌肉接头)发生了故障。


汉氏联合研发团队应用脐带间充质干细胞对重症肌无力进行了研究性治疗,发现脐带间充质干细胞能够抑制大鼠重症肌无力的进展,其机制是通过免疫调节发挥治疗作用。


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脐带间充质干细胞移植治疗大鼠重症肌无力的研究论文


结  语


随着经济社会的发展,糖尿病、高血压、自身免疫性疾病导致的神经系统疾病发病率越来越高。这些疾病多数是临床难治性疾病,为患者和患者家庭带来了经济和精神负担,尤其是那些失去生活自理能力的患者,更是让整个家庭陷入不幸。


干细胞,尤其是人脐带和胎盘组织来源的间充质干细胞,来源广泛,并且安全性良好,在神经系统疾病的治疗显示了良好的应用前景,为这些患者带来了治愈的希望之光。


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