5月25日,上海中医药大学博鳌国际医院团队联合加州大学尔湾分校、阿根廷圣马丁国立大学等多个来自全世界的研究机构共同在《Neurology – Research & Surgery》(翻译:《神经病学——研究与手术》)上发表了题为《Restoring the Degenerating Brain: Mesenchymal and Neural Stem Cells in Neurotherapeutics》(翻译:《修复退化的脑部:干细胞疗法的希望与挑战》)的研究综述。
【文章摘要】
这篇综述探讨了间充质干细胞(MSCs)和神经干细胞/祖细胞(NSPCs)在治疗复杂神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症、中风、创伤性脑损伤和脊髓损伤)以及神经炎症性疾病方面所展现出的变革性潜力。论文指出这两种干细胞类型具有独特的优势,能够:
- 治疗诸如神经元损失、炎症以及血脑屏障(BBB)功能障碍等关键病症;
- 促进细胞再生、神经保护、突触可塑性和髓鞘再生;
- 通过直接再生和强大的旁分泌信号传递实现治疗效果;
- 减轻氧化应激和神经炎症,同时通过营养和免疫调节作用促进恢复。
借助临床和预临床模型所获得的见解,该文章还比较了间充质干细胞(MSCs)和神经祖细胞(NSPCs)的独特优势与局限性,并为优化其临床转化提供了路线图。
核心问题:?阿尔茨海默病、帕金森病、渐冻症(ALS)、多发性硬化(MS)等神经退行性疾病,以及中风、脑外伤(TBI)、脊髓损伤(SCI)等,会导致大脑或脊髓中的神经细胞逐渐死亡、发炎、信号传递受阻,并破坏保护大脑的“血脑屏障”。现有的药物主要缓解症状,很难阻止疾病进展或修复损伤。科学家们迫切需要能同时解决多个问题的新疗法。
上图:神经退行性疾病的主要特征(来源:? 2022 The Author(s). Published by Elsevier Inc)
【希望的种子:干细胞疗法】
论文聚焦于两类有巨大潜力的干细胞:
- 间充质干细胞 (MSCs):想象它们是“救援队”或“营养工厂”。主要不是变成新神经细胞,而是分泌大量有益物质(如 BDNF, NGF, VEGF)。这些物质能:
- 减轻大脑炎症。
- 保护现有神经细胞,促进其存活。
- 刺激新血管生成,改善脑部供血。
- 帮助修复受损的神经保护层(髓鞘)。
- 甚至帮助修复受损的血脑屏障。
- 神经干细胞/祖细胞 (NSPCs):想象它们是“维修工”或“重建者”,可由胚胎干细胞或诱导多能干细胞(iPSCs)在实验室诱导产生。具有直接变成新神经细胞(神经元)、星形胶质细胞、少突胶质细胞的潜力。这意味着它们可以:
- 替代在疾病中死亡的特定神经细胞(如帕金森病中丢失的产生多巴胺的细胞)。
- 生成新的胶质细胞,支持神经功能。
- 促进神经保护层(髓鞘)的再生。
- 也能分泌一些营养因子(但不如MSCs强)。
上图:神经干细胞/祖细胞(NSPCs)与间充质干细胞(MSCs)的比较(来源:《Restoring the Degenerating Brain: Mesenchymal and Neural Stem Cells in Neurotherapeutics》)
这篇论文是一篇综述,不是报告单一实验。它像一份详尽的“研究地图”:
- 总结病理机制:解释了神经退行性疾病和损伤中神经细胞死亡、炎症、血脑屏障破坏等关键问题。
- 剖析干细胞特性:详细比较了MSCs和NSPCs的来源、功能、优缺点(如上所述)。特别指出:不同来源的MSCs(骨髓 vs 脂肪 vs 脐带)功能有差异。大脑不同区域的NSPCs(如负责思考的皮层 vs 负责记忆的海马)也大不相同,这对精准治疗很重要。用iPSCs生成NSPCs很有前景(可避免伦理问题,用患者自身细胞),但安全研究还需要持续进行(如潜在的基因突变、肿瘤风险),需要严格质量控制。
- 梳理作用机制:综合了大量动物实验和早期人体研究结果,说明干细胞如何起效:
- 细胞替代 (NSPCs强项):直接变成新神经细胞和胶质细胞。
- 营养支持 (MSCs强项):分泌神经营养因子,保护细胞,促进修复。
- 调节炎症 (MSCs强项):改变免疫细胞(如巨噬细胞)的行为,从促炎转为抗炎修复状态。
- 促进轴突再生与突触可塑性:帮助受损的神经纤维重新生长并建立新连接(两者都有贡献)。
- 髓鞘再生:促进神经保护层的修复(两者都有潜力,效果需验证)。
- 修复血脑屏障 (MSCs强项):稳定血管结构。
- 分析临床前与临床证据:列举了在帕金森病、ALS、脑外伤、脊髓损伤、癫痫等疾病的动物模型和一些早期人体试验中,两种干细胞显示出的安全性和一定程度的症状改善潜力(如运动功能恢复、癫痫发作减少)。
【研究结论】
- 潜力巨大:MSCs和NSPCs代表了治疗神经退行性疾病和损伤的革命性策略。它们能同时针对多个致病环节(炎症、细胞死亡、修复障碍),这是传统药物难以企及的。
- 路径不同:MSCs 是优秀的“环境调节者”和“营养提供者”,擅长抗炎和保护;NSPCs 是潜在的“细胞替代者”,擅长重建神经结构。选择哪种(或组合)取决于疾病类型和治疗目标。
- 挑战严峻:血脑屏障、细胞存活、标准化生产、长期安全性和有效性评估是当前主要瓶颈。
简单来说:?干细胞(特别是MSCs和NSPCs)为修复受损大脑带来了前所未有的希望。它们像多面手,能对抗炎症、保护细胞、甚至尝试重建神经。虽然动物实验和一些早期人体试验结果令人鼓舞,但要把这种希望变成安全有效的常规疗法,科学家们还需克服递送、存活、标准化和长期安全性等重大科学和工程挑战。这是一条充满希望但需要严谨探索的道路。
【关于《Neurology – Research & Surgery》】
《神经病学——研究与手术》是一份国际性的在线开放获取同行评审期刊,为有关神经病学和神经外科各个方面的文章的发表提供了一个平台。它是一个面向全球神经科医生和神经外科医生的国际性论坛,旨在发表具有高科学标准、且对神经科医生和神经外科医生具有吸引力的论文。该期刊的主要目标是为神经科、神经外科领域的医生、研究人员、医师和医疗保健专业人员提供先进的临床交流平台。