MSC治疗8种常见神经系统疾病的应用

MSC治疗8种常见神经系统疾病的应用

MSC治疗8种常见神经系统疾病的应用

由于中枢神经系统(CNS)的再生能力有限,神经功能缺陷通常是不可逆转的。 此外,神经系统疾病的治疗选择范围有限。

最近,间充质干细胞(MSC)疗法给许多患者带来了希望。 间充质干细胞表现出三个显着特征 作用机制 治疗神经退行性疾病:归巢受损的大脑区域,分泌旁分泌神经保护物质,并控制免疫细胞活动。 间充质干细胞的这些能力可以使受损的神经组织再生。 因此,根据不同的临床试验进行了研究 MSCs的再生能力,其中一些已显示出巨大的前景。 这些包括最常见的疾病,如中风、创伤性脑损伤、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症、亨廷顿病、帕金森病、多发性硬化症和脊髓损伤。

间充质干细胞 (MSC) 的来源及其作为受损脑区归巢剂、作为生长因子、细胞因子、趋化因子和 NK 细胞、T 细胞和 B 细胞的免疫调节剂的旁分泌剂的应用的说明。
Fig.1 MSC特性
图片来源:Yao P、Zhou L、Zhu L 等。 doi: 10.1159/000509268 转载于 知识共享许可

间充质干细胞在中风治疗中的潜力

间充质干细胞在中风治疗中的潜力

中风会因皮质循环系统紊乱而导致突然的神经损伤。 由于间充质干细胞具有神经保护、神经发生和免疫调节的潜力,因此在急性或慢性阶段的众多试验中,间充质干细胞作为一种潜在的治疗方法进行了大量研究。 除了神经元损失之外,急性中风时炎症反应也会增强,导致损伤区域缺氧组织的破坏以及细胞因子级联反应的开始,从而扩大受损区域。 然而,间充质干细胞运输免疫调节和神经保护因子的能力可以减少炎症。 此外,在中风慢性阶段施用间充质干细胞已被证明可以激活再生机制,可能有助于恢复大脑功能。

间充质干细胞在创伤性脑损伤治疗中的潜力

最严重的疾病是创伤性脑损伤 (TBI),可导致死亡或神经系统严重损伤。 TBI 的危害可分为两个阶段。 早期阶段是最初损伤的直接结果,导致血脑屏障(BBB)破裂、脑水肿和颅出血,从而导致受影响脑区的细胞快速死亡。 接下来的阶段与兴奋性氨基酸的释放、离子失衡、钙超载、线粒体功能障碍和持续的神经变性有关。 此外,脑损伤后的免疫和炎症反应会增加神经元死亡。

随着促炎细胞因子的释放、免疫细胞的迁移和小胶质细胞的激活,创伤后神经炎症发生。 先前的研究表明,通过将间充质干细胞直接注射到受伤的大脑中,可以减轻创伤性脑损伤引起的小鼠运动和认知缺陷。 此外,对 TBI 动物进行 MSC 治疗可以刺激受损的大脑产生营养因子,从而减少炎症、支持神经发生、神经保护和神经再生。 

间充质干细胞在阿尔茨海默病治疗中的潜力

间充质干细胞在阿尔茨海默病治疗中的潜力

阿尔茨海默病 (AD) 是一种常见的神经退行性疾病,可通过认知能力下降、记忆丧失、破坏性行为和失语症来识别。 AD的致病改变包括异常的β淀粉样蛋白(Aβ)积累和异常的tau蛋白磷酸化,从而导致损害中枢神经系统的神经炎症。有趣的是,MSC 输注可通过降低 A 沉积和挽救记忆问题来帮助 AD 患者改善认知缺陷。在 AD 小鼠模型中,人类 MSC 被发现可以通过促进受损神经元的自噬来降低 A 水平。这些结果可能伴随着神经营养因子水平的上调,例如脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)和血管内皮生长因子(VEGF),这些因子可以保护患者的神经元和神经元完整性接受 MSC 移植的人。

间充质干细胞在亨廷顿病治疗中的潜力

亨廷顿病 (HD) 是由编码亨廷顿蛋白的基因突变引起的,该蛋白过度堆积,对层结构中的神经组织有害。 有趣的是,经 MSC 治疗的 HD 小鼠的运动障碍减少,空间记忆增强。 这种效应是由于间充质干细胞(MSC)通过提高大脑纹状体区域的 BDNF 水平提供营养支持,从而刺激内源性神经干细胞生长。 此外,过度表达 BDNF 或 NGF 因子的转基因 MSC 表现出纹状体区域细胞凋亡减少和脑萎缩减少。 此外,由于间充质干细胞移植后错误折叠的亨廷顿蛋白聚集体减少,接受间充质干细胞治疗的HD动物的寿命比HD小鼠更长。 由于HD的表现复杂,临床治疗难度极大。 因此,过度表达 BDNF 的基因工程 MSC 移植被推荐作为 HD 患者的临床研究。

间充质干细胞在帕金森病治疗中的潜力

间充质干细胞在帕金森病治疗中的潜力

帕金森病 (PD) 是一种影响老年人的常见神经系统疾病,其特征是震颤、肌强直和活动受限。 黑质和纹状体包含 PD 的大部分病变。 PD 会导致多巴胺 (DA) 水平降低,从而导致多巴胺能神经元变性。 有趣的是,MSC 移植已被证明可以改善 PD 相关的运动功能不良、减少不协调的肢体运动、增强神经发生、刺激神经母细胞迁移并增强运动活动。 此外,间充质干细胞有助于细胞替代、抗炎治疗和免疫系统调节。 因此,使用高度分化为 DA 细胞的 MSC 似乎是 PD 细胞治疗的有效技术。

间充质干细胞在肌萎缩侧索硬化症治疗中的潜力

肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 是一种影响运动神经元的复杂、进行性神经退行性疾病。 其进展与多种致病机制有关,包括线粒体衰竭、氧化应激和轴突破坏。 在间充质干细胞移植中,细胞可以迁移到脊髓并减少组织胶质细胞的增殖和活化,从而增加运动神经元的数量,这表明间充质干细胞可能具有神经营养因子(NTF)的神经保护特性。 先前的研究结果表明,NTF对于神经元的生存至关重要,基于MSC分泌的NTF的干细胞治疗在ALS患者的临床研究中显示出了可喜的结果。 根据这项研究,MSC-NTF 可能会延长 ALS 患者运动神经元的存活时间。

NTF 可以被注射到患病的神经元中,以阻止疾病的进展并增加 ALS 患者的生存机会。 尽管有证据表明该疗法具有良好的安全性和耐受性,但仍需要更多的临床试验和学术研究来完善治疗方案并产生最佳效果。

间充质干细胞在多发性硬化症治疗中的潜力

多发性硬化症 (MS) 是一种自身免疫性炎症性疾病,当免疫系统攻击中枢神经系统 (CNS) 组织时,会影响中枢神经系统,引起多灶性退行性变化,表现为 MS 区域脱髓鞘和显着神经元损失。 已有许多采用间充质干细胞移植治疗多发性硬化症的临床试验。 间充质干细胞的抗炎特性有助于保护神经元,减少轴突损失,并减少大脑和脊髓中的神经元坏死和凋亡。 此外,多发性硬化症患者外周血中干扰素γ(IFN-γ)和HGF等营养因子以及IL-4和IL-10等抗炎细胞因子的水平升高,证实了MSC的免疫调节作用,这表明良好的临床结果。 

间充质干细胞在脊髓损伤治疗中的潜力

间充质干细胞在脊髓损伤治疗中的潜力

脊髓损伤 (SCI) 会导致神经运动和感觉回路中断,从而导致神经回路永久性损伤。 脊髓损伤有两种病理变化。 轴突和血管的破坏是脊髓损伤后的主要病理变化。 然而,局部离子浓度改变、血压失控、脊髓血流减少、血脑屏障破坏、免疫反应激活、细胞凋亡和兴奋性毒性等继发性改变会导致患者病情恶化并损害再生过程。

因此,干细胞移植疗法可能有助于抑制这些过程。 临床数据显示,SCI患者接受MSC移植后,纤维化和损伤后病变减少,血管生成、少突胶质细胞增殖、轴突再生和髓鞘再生增加。

除了对所列的神经系统疾病具有治疗作用外, 间充质干细胞还显示出作为脑肿瘤药物输送载体的潜力。 初步临床试验 间充质干细胞移植治疗中枢神经系统疾病 利用动物模型的实验研究共同表明,这些细胞具有有益的治疗功效。 这是因为间充质干细胞有很多好处,包括增加细胞存活和增殖、神经保护和再生、免疫调节以及延缓疾病进展。 临床研究显示了 MSC 移植后的有益结果,例如安全性、耐受性和功能改善,尽管有些结果尚未完全优化。 然而,额外的研究可能有助于改进获得更多健康细胞用于细胞治疗的方法,并减少间充质干细胞生物学特性引起的结果的多样性。


参考资料

  1. Andrzejewska A、Dabrowska S、Lukomska B、Janowski M. 间充质干细胞治疗神经系统疾病。 高级科学(Weinh)。 2021 年; 8(7):2002944。
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  3. Yao P,Zhou L,Zhu L,Zhou B,Yu Q。间充质干细胞:神经退行性疾病的潜在治疗策略。 欧洲神经醇。 2020; 83(3):235-241。

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