干细胞疗法促进小鼠中风和痴呆症的恢复

显微镜图像显示脑白质中风损伤的脑组织(左),然后被新的胶质细胞治疗修复(右)。髓磷脂(见红色)是一种保护神经元之间连接的物质,由于白质中风而失去。如右图所示,胶质细胞疗法(绿色)恢复了失去的髓鞘,并改善了大脑中的连接。来源:加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心科学转化医学

一种新的UCLA研究发现,一次性注射实验性干细胞疗法可以修复脑损伤并改善小鼠中的记忆功能,以及复制人类中风和痴呆的条件。

痴呆症可以从多种情况下出现,其特征在于症状,包括内存,关注,通信和身体协调的问题。痴呆症的两个最常见的原因是阿尔茨海默病和白质卒中 - 小冲程,积聚在大脑的连接区域。

“这是一个该研究的主要作者、加州大学洛杉矶分校Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的临时主任S. Thomas Carmichael博士说:“痴呆症的两个主要原因几乎总是同时出现,而且彼此加速对方。”

据估计,有500万美国人患有痴呆症。卡迈克尔说:“随着人口老龄化,这个数字将会飙升。”

目前,没有能够阻止白质中风进展的疗法或提高大脑在发生后修复自身的有限能力。新的研究,发表在科学转化医学确定一个这可以阻止疾病造成的渐进损害,并刺激大脑自己的修复过程。

用于中使用的细胞是一种专用类型的神经胶质细胞,其是环绕和支持中枢神经系统中神经元的细胞。Carmichael和他的合作者通过将其注入小鼠的大脑来评估它们的胶质细胞疗法的影响类似于在痴呆症的早期阶段的人类中看到的。

“在注射后,我们的细胞疗法往受损地区的大脑和分泌的化学品,称为生长因子,刺激大脑干细胞发射修复反应,”本文的第一作者和神经病学助理研究教授说在UCLA的大卫·格芬医学院。

激活修复过程不仅限制了损害的进展,而且还增强了新的神经连接的形成,并增加了髓鞘的生产 - 一种覆盖和保护连接的脂肪物质。

美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)下属的国家神经障碍与中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)的项目主管弗朗西斯卡·博塞蒂(Francesca Bosetti)说,“理解神经胶质在修复白质损伤中扮演的角色,是需要探索的一个极其重要的研究领域。”该研究所支持这项研究。“这些初步结果表明,以胶质细胞为基础的疗法有一天可能有助于对抗白质损伤,这是许多中风和血管性痴呆患者每年遭受的痛苦。”

该疗法是与加州大学洛杉矶分校(UCLA)分子、细胞和发育生物学教授比尔·洛瑞(Bill Lowry)合作开发的。该团队使用了一种方法,通过治疗人类诱导的神经胶质细胞,快速产生大量的神经胶质细胞,这种方法之前由Lowry发现用一种叫去铁胺的药。诱导多能干细胞来源于皮肤或血液细胞,这些细胞被重新编程回到类似胚胎干细胞的状态,科学家可以从这种状态创造出无限的任何类型的细胞。

在未来,如果治疗被证明是安全有效的在人类中,研究人员设想它成为一种“现成的”产品,这意味着细胞将被大规模制造,冷冻和运输到医院,在那里它们可以用作具有早期迹象的人的一次性治疗白土卒中。

这将使该疗法有别于病人特异性细胞疗法,后者是用每个病人自己的细胞创造的。虽然针对患者的细胞疗法很有吸引力,因为它们不需要患者服用药物来防止免疫系统排斥移植细胞,但它们也很昂贵,可能需要几周或几个月的时间来产生。

“白质中风造成的损害是渐进性的,所以你不可能花几个月的时间来为每个病人提供治疗,”卡迈克尔说,他同时也是医学院神经学主任。“如果你有一种已经放在冰箱里的治疗方法,在它可能最有效的时间段内可以使用,那是一个更好的选择。”

大脑是搁置细胞疗法的特别好的目标,因为大脑中的免疫活性是高度控制的。该特征(称为免疫特权)允许供体细胞或组织通过身体的其他部位被拒绝以延长,甚至无限期的时期存活。

有趣的是,研究人员发现,即使他们在移植后几个月消除了注射的细胞,老鼠的恢复没有受到影响。这是因为该疗法主要是作为一种唤醒电话,刺激大脑自身的修复过程。

“因为细胞疗法不是直接修复大脑,所以你不需要依赖移植持续是为了让治疗成功,“卡米克尔说。

该团队目前正在进行额外的必要研究,以申请美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration,简称fda)批准在人类身上进行临床试验。

更多信息:“由于白质中风和啮齿动物中的血管痴呆症,患者衍生的神经浓缩的祖先修复功能缺陷”科学转化医学(2021)。stm.sciencemag.org/lookup/doi/…scitranslmed.aaz6747

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