科西部研究院：干細胞移植治療使細胞分化為神經(jīng)元

近日，南加州大學（USC）領導的研究團隊在NatureMedicine雜志上發(fā)表一項研究，他們結(jié)合移植的人類干細胞和一種特定蛋白質(zhì)，試圖逆轉(zhuǎn)中風病人的永久性腦損傷，目前，F(xiàn)DA已經(jīng)批準這項療法在中風患者中進行臨床研究。

在美國，每年有近80萬人發(fā)生中風。多于70%的中風幸存者出現(xiàn)神經(jīng)方面的后遺癥，如麻木、偏癱、失語等等。中風主要包括出血性腦中風和缺血性腦中風。其中，缺血性腦中風最常見，主要是由于大腦血管堵塞，血液流通不暢形成凝塊后導致的。目前仍然沒有有效、實用的藥物在中風后進行治療。而干細胞再生藥物在中風治療中有很大的潛力。

USC的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種名為3K3A-APC的蛋白質(zhì)可以刺激神經(jīng)干細胞轉(zhuǎn)化為有功能的神經(jīng)元。它是人活化蛋白C的一種變體，人活化蛋白C是一種血液中的蛋白酶，它具有抗凝作用。目前，改造的人活化蛋白C一直被作為神經(jīng)保護劑研究。美國食品和藥物管理局已經(jīng)批準3K3A-APC用于短時間內(nèi)缺血性中風患者的二期臨床研究。而USC的研究人員首次發(fā)現(xiàn)了3K3A-APC還有在中風小鼠模型中促進人干細胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元的功能。

3K3A-APC不僅可以幫助移植的干細胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元，并且可以將它們整合到宿主的神經(jīng)系統(tǒng)中去，使其在功能和結(jié)構(gòu)上與宿主神經(jīng)元保持聯(lián)系。研究人員認為這對未來的相關研究提供了重要的標準。

盡管其他研究人員已經(jīng)將干細胞移植應用到腦損傷領域，但他們?nèi)〉玫某晒钟邢蓿糠质且驗橐浦驳母杉毎麜S著時間減少，而3K3A-APC的使用則防止了這種情況發(fā)生。

聯(lián)合治療是怎樣進行的？

科學家在誘導小鼠中風一周后（相當于人類的幾個月時間）將人類神經(jīng)干細胞置于它們損傷的大腦旁，然后在接下來的7天內(nèi)給予免疫抑制劑環(huán)孢霉素和3K3A-APC或安慰劑溶液處理。

移植的干細胞成熟分化為神經(jīng)元和其他腦細胞。聯(lián)合使用3K3A-APC處理組比安慰劑處理組的干細胞來源神經(jīng)元要多16倍。

經(jīng)過五周治療后，小鼠的中風導致的功能障礙降程度到最低，小鼠基本恢復了運動和感覺功能。移植細胞和宿主細胞之間形成了突觸，因此移植細胞在宿主的神經(jīng)環(huán)路中可以發(fā)揮功能。

為了確認注射的干細胞確實可以改善運動及感覺功能，研究人員使用一種毒素靶向滅活人干細胞來源的神經(jīng)元。他們發(fā)現(xiàn)這經(jīng)毒素處理的小鼠運動和感知功能的改善消失了，這證明移植進的干細胞對于從中風導致的殘疾中恢復是必須的。

此外，研究人員還通過一系列行為學實驗評估小鼠的運動及感覺功能。研究人員發(fā)現(xiàn)，那些給予人干細胞和3K3A-APC處理的小鼠的表現(xiàn)明顯更好。

干細胞療法的未來

在今年六月份，斯坦福大學的研究人員就向運動和感覺功能受損的中風患者腦內(nèi)注入成年捐贈者骨髓來源的干細胞，盡管參與此研究的病人只有18個，但研究人員發(fā)現(xiàn)病人的狀況有明顯改善，比如可以再次行走。斯坦福大學的研究人員認為干細胞促進了大腦神經(jīng)元再生，但移植干細胞本身并沒有分化成神經(jīng)元。

而與上述結(jié)果不同的是，USC的研究人員可以促進移植的干細胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元。他們希望進行二期臨床實驗，驗證他們在小鼠中促進神經(jīng)元生長的聯(lián)合治療方案是否在腦卒中病人中可以被重復。如果實驗成功，他們計劃將神經(jīng)干細胞移植和3K3A-APC治療用于其他神經(jīng)疾病，比如脊髓損傷。