漸凍癥(ALS)是一種異質性神經退行性疾病,其中10%發病具有家族遺傳傾向,確切的發病機制仍不清楚,特征為腦和脊髓中運動神經元的進行性退化,導致肌肉無力、癱瘓、消瘦,最終呼吸衰竭。
漸凍癥具有復雜的病理學特性,在現階段醫學研究過程中,科學家還未能研發出有效且精準的漸凍癥藥物,單一藥物或靶向策略效果不佳,對患者的疾病進程和存活影響不明顯,ALS仍缺乏有效的干預方案。
近年來,隨著干細胞療法研究的興起,科學家也開始使用干細胞療法對漸凍癥進行干預與研究,已取得了較大進展。
1.干細胞種類及質量
干細胞是一類具有多分化潛能細胞,可以進行自我更新以維持干細胞穩定性;具有良好的遷移能力,可參與修復過程,可以重建組織。目前應用于漸凍癥研究的干細胞種類主要有神經干細胞、iPS細胞和間充質干細胞。
神經干細胞:神經干細胞可由iPS細胞、胚胎干細胞分化而來,體外培養的神經干細胞穩定性較差,難以大規模培養。
iPS細胞:iPS細胞可在特定條件下誘導分化為各種成體細胞,包括神經干細胞;此外,也可用于漸凍癥模型的研究和藥物篩選。
間充質干細胞:間充質干細胞廣泛存在人體各組織器官,尤其是臍帶和胎盤含量豐富,易于提取分離和純化,穩定性高,可批量培養。因此間充質干細胞是近年來研究的熱點和重點!
2.干細胞的功能特點
干細胞具有通過釋放調節炎癥,抑制反應性星形膠質細胞并有助于神經保護的旁分泌因子來促進組織修復的能力。在過去的十年中,許多研究人員將自體骨髓來源的間充質干細胞(MSC)用作基于細胞的療法的生物學來源,以期能修復受損的神經元細胞。
研究表明,干細胞移植具有潛在的優勢:
1.分化神經元
干細胞具有高度自我更新和分化為神經元樣細胞的能力,可替代ALS中丟失的神經元群,重構大腦神經回路。
2.分泌營養因子
干細胞釋放神經保護性營養因子,如腦源性神經營養因子、神經生長因子、神經營養因子-3、膠質細胞源性神經生長因子,預防現有MNs的退化。
3.調節免疫
干細胞不僅調節外周免疫細胞(例如,T細胞),還可調節中樞神經系統膠質細胞的固有免疫反應,促進小膠質細胞的活化。
干細胞移植改善了ALS的毒性微環境,修復MNs,具有積極效應,為此一些評估干細胞移植改善ALS潛力的臨床試驗已經啟動。
干細胞療法作為ALS的潛在的有效治療方法,已經出現了椎管內、鞘內、肌肉內、腦內或靜脈內的給藥途徑,一些案例也顯示了不同來源的人類間充質干細胞(MSCs)(骨髓、臍帶血、脂肪等)可以得到較好的療效。
3.干細胞療法針對ALS的進展
在進行性神經退行性疾病中,通過增強神經保護來減緩或阻止神經丟失是一個核心關節,干細胞療法在動物模型實驗中證實了神經保護作用。
實驗一:Marconi等科研人員通過對漸凍癥模型小鼠的研究發現,干細胞可通過旁分泌調節局部神經膠質細胞的分泌,起到神經保護作用,改善神經功能狀態。
實驗二:Forostyak 等人的實驗模型探究中表明,干細胞移植4周后,大鼠的運動能力和抓地力有顯著影響,壽命由3.6天延緩至190天,延長大鼠壽命。
臨床試驗一:2017年,Syková 等對23名漸凍癥受試者進行了干細胞移植,采用鞘內注射骨髓間充質干細胞(BM-MSC),約30%的患者出現輕度至中度頭痛,類似于標準腰椎穿刺后的頭痛,未觀察到疑似嚴重不良反應。
3個月后評估效果:ALS功能評定量表評分明顯下降減少,治療后3、6、9和12個月病情明顯減緩。大約80%的患者中,肺活量測定(FVC)值在9個月內保持穩定;75%的患者在用藥3個月后的WS值穩定,隨后在隨訪期的12個月內下降。這項研究結果表明,鞘內應用BM-MSCs治療ALS非常安全,且至少可以減緩疾病進程。
臨床試驗二:2019年《Neurology》雜志提及,Berry 等人開展了一項Ⅱ期隨機雙盲多中心的干細胞臨床試驗,研究人員使用間充質干細胞(MSC)誘導分泌神經營養因子(NTF),對48名受試者進行MSC-NTF 細胞移植,在隨后6個月的隨訪中,ALS 功能評定量表(ALSFRS-R)斜率變化有所變化,受試者的疾病進展有所改善。
綜上所述,干細胞療法對漸凍癥(ALS)具有積極的發展前景,科學家將會進行更為廣泛和深入的探究,從漸凍癥發病機制的多角度多方面出發,開發干細胞療法新方案,造福大眾!
參考資料:
1.《干細胞治療肌萎縮側索硬化癥的研究進展_劉金夢》
2.《Stem cells in amyotrophic lateral sclerosis》
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