临床案例:神经干细胞移植干预治疗脊髓损伤的五大机制

2021
09/02

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杭吉干细胞科技
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脊髓损伤是一种高度致残性疾病,一直被定义为一种不可治愈的损伤。脊髓损伤患者在生理和心理上都承受巨大的痛苦,而高昂的治疗费用以及严重的后遗症,已成为患病家庭主要负担。

相关研究发现脊髓损伤的年发病率为23.7例 /100万,在老年人中更为常见。流行病学调查显示,脊髓损伤最常见的原因是跌倒和交通事故。

脊髓损伤可分为原发性损伤和继发性损伤2个阶段,继发性损伤较原发性损伤更为持久且不断进展。

目前治疗SCI的方法主要包括药物治疗、手术治疗以及康复治疗,但都只是对症治疗。

近年来,发现干细胞移植理论认为干细胞不仅可以自我复制,而且是具有分化成多种组织细胞潜能的细胞。应用干细胞的多向分化潜能,可生成各种组织细胞,特别是特定的神经干细胞,这样就有可能修复受损的脊髓组织,恢复脊髓功能。目前已有一些早期临床试验证明神经干细胞移植的可行性。

神经干细胞

神经干细胞首先在1989年被提出存在于小鼠的脑室下区,并在1992年首次从小鼠纹状体组织和脑室下区中分离出来。这些细胞能够自我更新并在体外和体内产生神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。将其移植到受损脊髓后,神经干细胞能够产生成熟的神经表型并在一些sCI模型中促进神经功能恢复。

神经干细胞治疗脊髓损伤的五大机制

神经保护、免疫调节、轴突再生、神经元再生和髓鞘再生,神经保护作用和移植细胞分泌某些因子有关。

目前已有多项研究显示,神经干细胞可分化产生神经元和胶质细胞,分泌多种神经营养因子,促进轴突再生,使神经纤维形成新的髓鞘, 保持神经纤维功能的完整性。并且能分泌产生抗炎性因子,可抑制损伤病变微环境的炎性反应;神经干细胞通过各种途径参与中枢神经系统的神经细胞修复与再生,为患有脊髓损伤等难治性疾病的患者带来康复的希望。

基础研究

一些动物实验证明,来源于人类胎儿组织或者胚胎干细胞的神经干细胞可以提高sCI动物的功能障碍的恢复。

研究者发现通过将骨髓间充质干细胞与神经干细胞序贯移植到SCI的大鼠体内,大鼠运动功能得到改善并且减少神经干细胞角质化的倾向。

Ll通过使用sCI后手术期间移除的椎问盘来源的细胞产生的iPSC进行动物实验。

研究显示椎问盘来源的细胞产生的iPSc表现出和人类胚胎干细胞相似的特征,并有效分化成神经前体细胞,具有在体外分化为成熟神经元的能力,而且移植到SCI后9d的大鼠受损脊髓后,结果显示后肢功能障碍显著改善。

临床案例

Shroff在2018年获得英国上议院再生医学科学技术委员会认可,将神经干细胞通过静脉注射治疗5例下半身瘫痪或者四肢瘫痪的患者,患者都是慢性scI,根据美国sCI协会损伤分级(AIs)的评分标准,接受治疗中有两人评分没有改变,一人是从A级提升到C级,两人是从A级提升到B级。

在随访中,患者在没有接受免疫抑制剂的情况下都没有出现畸胎瘤。

这项研究表明胚胎多能神经干细胞移植治疗scI患者可能是能会出现内源基因表达改变,从而增加引起肿瘤的一个有效安全的方法。

此后shroff将胚胎神经多能干细胞与物理疗法结合在一起治疗226例慢性sCI患者,其中有136例是下肢瘫痪,90例是四肢瘫痪,接受治疗的患者中A、B、C、D级各有153、32、36、5例。

治疗后A级提升到B级占15.0%,A级提升到C级占37.3%, B级提升到C级占40.6%,B级提升到D级占3.1%,C级提升到D级13.9%,D级提升到E级占60.0%。

这项研究结果表明物理治疗辅助胚胎神经多能干细胞疗法促进SCI患者功能的整体改善。

总结:NSCs治疗脊髓损伤是一个新兴的领域。NSCs在脊髓损伤后作出激活、迁移及增殖分化等反应,其分化成的胶质 瘢痕可限制损伤进一步扩大,分化成的神经元具有重建脊髓传导束的潜力。

相信随着科研工作者们不断在试验中克服困难,未来神经干细胞移植疗法可以安全、有效地应用到SCI的临床治疗中,为不同SCI患者的康复提供有效的个性化治疗策略。


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关键词:
神经干细胞,治疗,脊髓

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