干细胞修复神经系统来了!

发表时间:2021/05/03 责任编辑:中旭

神经系统(nervous system)是机体内对生理功能活动的调节起主导作用的系统,主要由神经组织组成。


神经系统的功能是:一方面控制与调节各器官、系统的活动,使人体成为一个统一的整体;另一方面通过神经系统的分析与综合,使机体对环境变化的刺激作出相应的反应,达到机体与环境的统一。


神经退行性疾病是由神经元或髓鞘的缺失引起的,随着时间的推移,这种疾病会恶化,导致功能障碍,包括帕金森病(PD)、阿尔茨海默病(AD)、亨廷顿病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症等,目前临床仍缺乏有效治疗药物。

 

传统的药物治疗效果不令人满意,吃药只可暂时性的控制疾病,一旦停药,病症复现甚至更严重。常年服药不仅让患者痛苦不已,而且对身体造成极大的危害,导致其他严重疾病的并发。药物不具备激活脑神经细胞的功能是根本原因,在神经退行性疾病研究中,干细胞用于疾病的研究渐渐成为可能。


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干细胞修复神经系统脊髓损伤

脊髓是神经系统的重要组成部分,其活动受脑的控制。来自四肢和躯干的各种感觉冲动,通过脊髓的传导径路传达到脑,进行高级综合分析。

脊髓损伤往往会导致损伤节段以下肢体严重的功能障碍,同时还会伴有脊髓损伤等病症,从而影响人类正常生活。针对脊髓损伤的预防、治疗和康复已成为当今医学界的一大课题。而干细胞治疗的出现或许能够改变这一现状。


已经有案例证实:干细胞可存活、迁移、减轻炎症反应、释放神经营养因子、减少胶质瘢痕的形成、促进轴突再髓鞘化,从而促进损伤脊髓的再生和受损功能的恢复。



NO.1

神经系统修复原理

干细胞治疗的本质就是为损伤组织提供种子细胞,改善损伤组织微环境,加速组织的损伤修复。输注到体内的干细胞首先“归巢”到损伤的组织器官,通过增殖分化,发育为损伤的组织器官细胞,进而修复损伤的组织器官。这一特性曾经被认为是干细胞参与组织修复的主要机制。间充质干细胞通过分泌细胞外基质,给受损组织提供支持帮助,通过分泌一系列的细胞因子、生长因子和外泌体等,调节免疫、改善损伤局部微环境或机体大环境,激活内源性的干细胞发挥组织修复作用。

患病部位组织损伤后释放各种趋化因子,可以吸引间充质干细胞聚集到损伤部位,并在局部微环境的作用下分化为不同种类的细胞,修复及补充损伤的神经细胞。间充质干细胞可以分泌多种神经营养因子,促进损伤细胞的修复。



NO.2

间充质干细胞应用历程

1999年

美国Horwitz等用间充质干细胞治疗小儿成骨不全和Ⅰ型胶原缺乏

2002年

美国O·N·Koc等用间充质干细胞治疗粘多糖病

2003年

意大利Mazzini等用间充质干细胞治疗肌营养不良性侧索硬化症

法国Fouillard等用间充质干细胞治疗再生障碍性贫血

2005年

美国用间充质干细胞治疗股骨头坏死

韩国用间充质干细胞治疗脑中风

俄罗斯M·F·Rasulov等用间充质干细胞治疗皮肤烧伤

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2011年

解放军463医院利用间充质干细胞治疗229例脑瘫患者,患者日常生活能力提高,效果明显;

2014年

18例再障贫血患者接受广州第十二人民医院的间充质干细胞治疗,总有效率达72.2%

2015年

神经再生胶原支架结合间充质干细胞治疗脊髓损伤进入临床研究

2016年

北医三院利用间充质干细胞治疗早衰症

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NO.3

间充质干细胞的特性


组织支持的土壤细胞:

间充质干细胞是一种滋养层细胞,可能存在于所有组织中,支持多种细胞的生存和生长,包括:造血细胞、胚胎干细胞、肿瘤细胞、神经细胞、肝细胞、内皮细胞等;



组织修复的“微药厂”:

间充质干细胞在体内发生炎症损伤,释放出炎症信号时,持续地分泌相关抗炎性分子、抗凋亡分子等,在体内形成一个促进组织修复及再生的微环境;



信号开关功能:

间充质干细胞可能具有自身开/关调控机制,而这个调控机制的关键可能在于体内是否存在有炎症信号;



抗菌作用:

间充质干细胞可以分泌一种被称为hCAP-18/LL37具有抗菌作用的抗菌肽;



纤维化作用:

可以修复血管纤维化、肝纤维化、肺纤维化等;



抗排斥作用:

间充质干细胞可以抑制GVHD(移植物抗宿主反应),能够促进造血干细胞植入,还可以降低细胞或器官移植后的免疫排斥反应;



激活内源性干细胞:

同种异基因移植间充质干细胞,主要通过分泌细胞因子调节微环境,激活内源性干细胞发挥组织修复作用;



“一过性”使命:

同种异基因移植间充质干细胞,必要时可以直接参与组织分化与修复,在完成使命后逐步被内源性组织细胞替换,并不长期滞留体内;



超级起始材料:

间充质干细胞体外扩增方便,具有多潜能性,可望成为组织工程、细胞重编程,以及细胞转分化理想的起始材料;



伴随生命全过程:

有了间充质干细胞,才有组织发生:单细胞生物只有集落,原肠胚阶段的生物有内胚层和外胚层,仍没有组织分化,每个细胞都可以独立生存;当生命进化或发育到三胚层阶段真正意义上的组织才诞生,而间充质干细胞就起源于中胚层;



身体的脚手架:

间充质干细胞是组织的建造者和功能维持者:间充质干细胞在组织形态发生中负责搭建脚手架,分化出骨骼、软骨、脂肪、纤维等结缔组织,构成器官发育框架结构;而且,间充质干细胞可以分泌数十种因子,为各种分化细胞提供所需营养;



建造细胞微环境:

间充质干细胞是各种细胞的建造者和维护者:机体各种细胞处在特有的之中才能够正常发挥功能,间充质干细胞负责建造各种、并分泌所需的各种因子维护其功能,如:肌细胞、神经细胞、造血干细胞、上皮细胞、肿瘤细胞等等;另一方面,间充质干细胞还通过免疫调节作用隔离不同,避免不同性质相互冲突;



组织功能维护者:

间充质干细胞是维护组织功能的基础,任何疾病都与间充质干细胞有直接关系:各种物理、化学、生物因素均直接和间接作用在组织的脚手架和细胞上,从而引起损伤、感染、过敏、坏死、免疫力下降、内分泌紊乱、神经失调、衰老、癌变等等。



遍布所有组织:

间充质干细胞与血管相伴,存在于机体所有的组织、组织液和分泌物中:除了骨髓间充质干细胞、脐带干细胞、脂肪干细胞、宫内膜干细胞、外周血干细胞、毛囊干细胞、牙髓干细胞、粘膜干细胞、羊膜干细胞、乳汁干细胞、尿液干细胞等等均含有或本身就是间充质干细胞



NO.4

脐带间充质干细胞优势

脐带中含有大量的间充质干细胞,根据目前的研究结果,脐带中的间充质干细胞含量较高,增殖能力、免疫调节能力强,分泌细胞生长因子的总量也非常高。

脐带间充质干细胞(MSCs)具有较高的分化潜能,可向多个方向进行分化。从人脐带中分离出MSCs,且细胞含量、增殖能力优于骨髓MSCs,免疫原性比骨髓MSCs低,并且具有取材方便,无伦理学争议等优点,干细胞的培养体系主要应用含动物血清(如胎牛血清)的培养基,在此种环境下生长的干细胞,其内部结构会发生何种变化尚未可知,为避免含动物血清培养中病毒等病原体污染和异种血清所致的过敏反应,进行了以人脐带血血清为主体的培养体系体外培养扩增脐带间充质干细胞的应用。