干細(xì)胞在治療運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病中的應(yīng)用研究進(jìn)展

1、干細(xì)胞在治療運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病中的應(yīng)用研究進(jìn)展陳博(綜述,王丹丹(審校(協(xié)和干細(xì)胞基因工程有限公司,天津巿臍帶血干細(xì)胞庫(kù),天津300384摘要:運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病病因至今不明,目前尚無(wú)有效藥物。成體干細(xì)胞因?yàn)榫哂凶晕覐?fù)制和多項(xiàng)分化潛能等特點(diǎn),其移植治療運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病也成為研究熱點(diǎn)。成體干細(xì)胞包括臍血源性神經(jīng)干細(xì)胞、自體神經(jīng)干細(xì)胞、自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞。各種細(xì)胞在取材、臨床應(yīng)用、治療效果方面都有優(yōu)缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病的治療研究較少,細(xì)胞的選擇尚需探索。關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病;骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞;臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞A Rev i ew on Research Progress of Appli

2、 ca ti on of Ste m Cells to Trea ti n g D isea ses i n M otor Neu2ron D isea seCHEN B o,WAN G D an2dan.(U nion S te m Cell&Gene Engineering L i m ited Co m pany, Tianjin Cord B lood B ank,Tianjin300384,ChinaAbstract:The cause ofMot orNeur on D isease(MND,mot or neur on diseasere mains unknown,an

3、d s o far,there are not effective drugs.Due t o its capability t o differentiate int o multi p le cell types as well as self2renew continuously,ste m cell,es pecially Somatic ste m cells researching on treat m ent of the MND with trans p lanting has als o become int o a hot s pot in medical arena.So

4、matic ste m cells include neural ste m cells,mesechy mal stem cell and human umbilical cord mesenchy mal ste m cells.Vari ous cells has its res pective advantage in s ource,clinical app licati on and treat m ent.There is less research on MND treat m ent,s o its i m portant t o choose the most suitab

5、le measure ments.Key words:Mot or neur on disease;Bone mesenchy mal ste m cell;Human umbilical cord mesen2 chy mal ste m cells運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病(mot or neur on disease,MND是以選擇性侵犯脊髓前角細(xì)胞、腦干運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、大腦皮質(zhì)錐體細(xì)胞和錐體束為主的一組慢性進(jìn)行性變性疾病,病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前尚無(wú)有效藥物。臨床表現(xiàn)分為肌萎縮側(cè)索硬化、進(jìn)行性脊肌萎縮癥、進(jìn)行性延髓麻痹、原發(fā)性側(cè)索硬化。干細(xì)胞移植為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療提供了一種新的手段。干細(xì)胞按其起源分為

6、胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。由于倫理性、取材困難及致瘤性等原因,胚胎干細(xì)胞的研究與使用受到了限制1。目前多數(shù)研究中的干細(xì)胞為神經(jīng)干細(xì)胞(neural ste m cells,NSC和間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchy mal ste m cells,MSCs,現(xiàn)就這兩種干細(xì)胞在治療MND的應(yīng)用予以介紹。1臍血源性神經(jīng)干細(xì)胞移植國(guó)內(nèi)有研究報(bào)道,臍帶血體外培養(yǎng)分化為神經(jīng)干細(xì)胞,對(duì)33例因創(chuàng)傷性脊髓損傷和硬膜外血腫造成的急性壓迫性損害患者進(jìn)行神經(jīng)干細(xì)胞移植,植術(shù)后710d,33例患者損傷的脊髓功能均有改善,神經(jīng)干細(xì)胞移植后2周至16個(gè)月隨訪資料顯示,33例患者的脊髓功能呈繼續(xù)改善的趨勢(shì)2。也有研究者將臍帶血

7、間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行分離、培養(yǎng)以及誘導(dǎo)其向NSC分化,并應(yīng)用于MND患者的治療。通過(guò)對(duì)11例MND患者治療前后場(chǎng)致離子顯微鏡檢查評(píng)分及總T細(xì)胞進(jìn)行流式細(xì)胞檢測(cè)發(fā)現(xiàn):臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的神經(jīng)干細(xì)胞移植治療短期內(nèi)通過(guò)一定的免疫調(diào)節(jié)作用,可以改善MND患者的臨床癥狀和日常生活能力3。2自體神經(jīng)干細(xì)胞移植國(guó)外有研究者將鼠嗅鞘細(xì)胞和鼠間充質(zhì)干細(xì)胞移植入肌萎縮側(cè)索硬化動(dòng)物模型,進(jìn)行療效比較。結(jié)果顯示,兩種細(xì)胞移植都具有良好的安全性,其中嗅鞘細(xì)胞組與對(duì)照組臨床差異不明顯,而MSCs組(雌性比對(duì)照組存活時(shí)間明顯延長(zhǎng)4。多發(fā)性硬化癥(multi p lescler osis,MS是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)多部位脫髓鞘改

8、變的自身免疫性疾病,急性期免疫反應(yīng)導(dǎo)致的軸突損傷以及慢性期的脫髓鞘導(dǎo)致患者的神經(jīng)功能缺失。免疫調(diào)節(jié)治療和免疫抑制治療是目前治療MS的主要方法,但僅對(duì)部分患者有效。因此,NSC移植有可能成為治療MS的另一種方法。研究顯示,將NSC或者少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞移植到MS模型大鼠腦內(nèi)后,在脫髓鞘部位可見(jiàn)到髓鞘再生5,6。恰當(dāng)?shù)囊浦餐緩揭约安∽儾课坏拿庖呶h(huán)境,對(duì)髓鞘再生的抑制作用是NSC移植治療MS的關(guān)鍵。3自體骨髓M SC s移植治療M N D骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是一類存在于骨髓網(wǎng)狀間質(zhì)內(nèi)的非造血干細(xì)胞,具有分化成各種間葉組織細(xì)胞的潛能,在一定條件下可自我復(fù)制并能分化成多種細(xì)胞,其中包括神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)

9、細(xì)胞,同時(shí)骨髓干細(xì)胞還能分泌多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)產(chǎn)生促進(jìn)作用。神經(jīng)干細(xì)胞在臨床上較難獲得且在倫理學(xué)上存在一定的問(wèn)題,而骨髓基質(zhì)干細(xì)胞可以作為同種同體來(lái)源細(xì)胞,較易獲得且不存在倫理問(wèn)題;作為移植供體細(xì)胞骨髓基質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞同樣具有以下特性:可以在體外迅速擴(kuò)增。無(wú)或低免疫原性。能夠在宿主腦內(nèi)長(zhǎng)期存活并與宿主神經(jīng)元整合形成突觸聯(lián)系。可以穩(wěn)定的分化并長(zhǎng)期表達(dá)外生性基因,例如酪氨酸羥化酶。此外,骨髓基質(zhì)干細(xì)胞對(duì)神經(jīng)于細(xì)胞還有著明確的促存活和分化的能力7。骨髓基質(zhì)干細(xì)胞較神經(jīng)干細(xì)胞更具臨床優(yōu)勢(shì),有可能作為自體細(xì)胞應(yīng)用于組織工程和作為良好的移植細(xì)胞應(yīng)用于替代治療8。在治療MND的基礎(chǔ)研究

10、方面。主要使用人MSCs移植入動(dòng)物體內(nèi),進(jìn)行療效觀察。Vercelli 等9將人骨髓MSCs移植入G93A轉(zhuǎn)基因小鼠。10周后,在小鼠脊髓內(nèi)發(fā)現(xiàn)有神經(jīng)膠質(zhì)原纖維酸性蛋白和微管締合蛋白2陰性的神經(jīng)元樣的細(xì)胞,運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元計(jì)數(shù)和運(yùn)動(dòng)功能檢測(cè)(旋轉(zhuǎn)、提握力和神經(jīng)系統(tǒng)檢測(cè)都顯示:移植后的人骨髓MSCs可以在小鼠體內(nèi)很好地存活并遷移,延緩運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)量的衰減。在臨床實(shí)驗(yàn)研究方面,Mazzini等10從2001年開(kāi)始對(duì)自體骨髓MSCs移植治療MND進(jìn)行了一系列的臨床實(shí)踐研究,從患者髂前上棘抽取骨髓,體外培養(yǎng)34代。通過(guò)椎板切除,脊髓直接移植入患者病變的脊髓胸段(T7T9,平均(57×106個(gè)/人。

11、通過(guò)4年的觀察,9例患者中3例死于疾病惡化,1例死于呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥,4例病變進(jìn)行延緩和功能評(píng)分升高, 1例疾病病程如常,然而沒(méi)有表現(xiàn)呼吸衰竭的癥狀,且多導(dǎo)睡眠圖表現(xiàn)為正常。結(jié)果顯示,自體骨髓MSCs 移植治療安全可行,有效率在50%左右。盡管近年來(lái)有關(guān)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分離、培養(yǎng)和神經(jīng)分化潛能及應(yīng)用方面的研究很多,并取得了較大的進(jìn)展,但臨床應(yīng)用移植還存在一些問(wèn)題有待解決11:尋找和鑒定骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞所特有的細(xì)胞表面標(biāo)志分子。如何提高其在體內(nèi)的成活率和向神經(jīng)細(xì)胞定向分化的能力。如何選擇移植時(shí)機(jī)。移植后改善宿主缺血性腦損傷功能的機(jī)制尚不明確,由其分化而來(lái)的表達(dá)神經(jīng)組織標(biāo)志的細(xì)胞是否具有正常神經(jīng)

12、細(xì)胞的功能,能否同其他神經(jīng)細(xì)胞建立聯(lián)系、重建神經(jīng)環(huán)路等仍有待進(jìn)一研究。4臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療M N D近年來(lái),臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的概念越來(lái)越引起人們的重視。已有研究證實(shí),在臍帶的連接組織中分離出的細(xì)胞在特定條件下能分化為軟骨細(xì)胞或神經(jīng)樣細(xì)胞,并表達(dá)神經(jīng)烯醇化酶等神經(jīng)元特異性抗原,表明臍帶來(lái)源的干細(xì)胞具有多向分化潛能,具有作為細(xì)胞替代治療之種子細(xì)胞的可能12214。國(guó)內(nèi)有人評(píng)價(jià)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植對(duì)大鼠脊髓損傷神經(jīng)功能恢復(fù)的影響。結(jié)果顯示,臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植到宿主損傷脊髓后可以存活、向損傷部位遷移,并向神經(jīng)元樣和星形膠質(zhì)細(xì)胞分化,且可促進(jìn)大鼠脊髓損傷后神經(jīng)功能恢復(fù)15。5結(jié)語(yǔ)神經(jīng)干細(xì)胞移植可

13、以促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)功能改善,促進(jìn)髓鞘再生。然而,MSCs不僅可以分化為中胚層源細(xì)胞(軟骨、骨、肌肉、脂肪等細(xì)胞,還可以分化為神經(jīng)外胚層源細(xì)胞(如少突膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)樣細(xì)胞16,對(duì)于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病是一種更好的選擇。目前,MSCs治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究較多,然而對(duì)MND的治療研究較少。特別是應(yīng)用臍帶來(lái)源的MSCs并與臍血聯(lián)合輸注進(jìn)行MND的治療,國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。臍帶來(lái)源的MSCs更具優(yōu)勢(shì):為廢物利用,來(lái)源更為容易,供者無(wú)痛苦,對(duì)母嬰均無(wú)損害;MSCs 的含量豐富,骨髓成纖維細(xì)胞集落成單位的形成率高,而骨髓中MSCs含量低,為0.001%0.01%,且隨著年齡的增加細(xì)胞

14、數(shù)量逐漸減少;擴(kuò)增效應(yīng)更強(qiáng),一根臍帶的理論擴(kuò)增細(xì)胞數(shù)量可達(dá)1010以上,可滿足臨床需要,更具商業(yè)藥用價(jià)值,而骨髓MSCs擴(kuò)增4代后,擴(kuò)增效果明顯下降;經(jīng)數(shù)代培養(yǎng)后組織相容性類弱表達(dá)或不表達(dá),而類抗原不表達(dá),更適宜于異體間干細(xì)胞移植治療。相信臍帶MSCs作為MND治療以及組織工程研究的種子細(xì)胞具有廣泛的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1楊振軍,徐運(yùn).干細(xì)胞治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病J.臨床神經(jīng)病學(xué)雜志,2007,20(1:73274.髓損傷33例J.中國(guó)組織工程康復(fù)與臨床研究,2008,12(29:575125754.縮側(cè)索硬化癥J.中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2007,5(6:4932495.4Martin LJ,

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