干細胞外泌體治療神經系統疾病的臨床研究進展發表時間:2021-06-24 17:22作者:杭吉干細胞科技 神經系統變性疾病是一組起病緩慢,病程呈進行性發展,預后不良的疾病,主要以損害中樞神經系統為主,臨床上以肌無力障礙、運動障礙和錐體束征受損為特征,多無感覺障礙。 神經退行性疾病發病因素主要與腦損傷、年齡、基因等相關。臨床常見的神經系統變性疾病有帕金森,肌萎縮側索硬化癥,亨廷頓病、阿爾茨海默病,脊髓小腦共濟失調等。 該組疾病發病機制仍不明,至今無特效療法。從發病開始,患者的生存期一般為3~5年。因此迫切需要新的治療方法來延緩疾病的發作、減緩病情發展、延長生存期并最終減輕疾病負擔。 目前臨床上治療神經系統變性疾病傳統方法包括藥物干預、康復訓練等,但只能改善癥狀,卻不能阻止疾病進展。 近年來研究發現間充質干細胞外泌體以其體積微小、可裝載脂質、蛋白、核酸等信號物質的特點,對腦血管病、阿爾茨海默癥、癲癇、脊髓損傷等疾病具有組織修復的功效,逐漸成為治療神經系統疾病的重要工具。 間充質干細胞外泌體作為一種重要的細胞外囊泡發揮著細胞通訊、物質運輸等重要功能,并且具有與間充質干細胞相同的生物學功能,在組織修復和再生醫學領域發揮著重要作用。 外泌體擁有豐富的脂質、蛋白、核酸,這些內容物在外泌體形成過程、外泌體被靶細胞攝取過程以及 細胞間物質信息傳遞中發揮重要作用,見表1 干細胞外泌體治療神經系統疾病的機制直接作用 神經修復治療的主要目的是直接作用于健康的腦細胞,促進大腦自我修復。細胞實驗表明,MSC外泌體通過促進神經元樹突和軸突的生長,從而促進神經修復。 間接作用 研究表明,外源性外泌體除了對腦實質細胞的功能有直接 影響外,還有間接的神經恢復作用。在大鼠局灶性腦缺血模型中,MSC外泌體可刺激星形膠質細胞釋放外泌體,而后者可促 進皮質神經元突起生長,這表明星形膠質細胞外泌體可協助 MSC外泌體對腦缺血后神經突觸重塑。 由此可見,MSC外泌體可作用于受體細胞,促進后者釋放外泌體,參與細胞之間通訊 交流,從而促進神經修復。 調節免疫炎癥反應 缺血性腦卒中和TBI等神經疾病會引發神經系統的炎癥反 應,從而加劇腦損傷。臨床研究表明,循環中的內源性外泌體可能加劇缺血性腦卒中引發的炎癥反應。急性腦卒中患者外周血中的外泌體富含C反應蛋白, 研究發現在缺血性 腦損傷小鼠模型中,盡管MSC外泌體對大腦免疫細胞浸潤無影響,但可減弱缺血后免疫抑制反應。 系統性作用 雖然外泌體在治療缺血性腦卒中和TBI等神經疾病中的靶 器官是大腦,但一些證據表明其作用可能不僅僅局限于大腦。在 嚙齒動物腦缺血模型中,大腦內皮細胞外泌體可以加劇心臟功能衰竭,表明外泌體在器官水平存在相互影響。 間充質干細胞外泌體在神經系統疾病治療中的基礎研究間充質干細胞外泌體能夠產生類似于來源間充質干細胞的再生與修復潛能,這一功能己經在多種動物疾病模型中得到證實。 案例一:Zhang等與Xin等分別首次報道間充質干細胞外泌體在TBI和缺血性腦卒中動物模型中的治療潛力。 這些研究表明,靜脈注射間充質干細胞外泌體治療缺血性腦卒中或TBI的大鼠模型,與間充質干細胞移植治療相比,可同樣顯著地促進神經血管再生,改善恢復期的行為和認知結果。 案例二:Doeppner等對這兩種治療方法進行直接比較,結果表明缺血性腦卒中小鼠中間充質干細胞移植療法或間充質干細胞外泌體療法可同等改善運動功能。 案例三:Cui等在APP/PS1小鼠阿爾茲海默癥疾病模型中發現間充質干細胞外泌體可以促進Aβ降解、減緩認知功能下降。 案例四:Lee等發現人類脂肪間充質干細胞外泌體可減少亨廷頓蛋白的聚集、調節凋亡相關蛋白、保護線粒體,表明其在治療亨廷頓病方面具有一定的潛力。 未來展望間充質干細胞外泌體作為有效的細胞間通訊、物質 運輸和藥物的載體,在腦出血、腦血管病、阿爾茨海默癥、癲癇、脊髓損傷等神經系統疾病組織修復中發揮重要作用。 目前,間充質干細胞外泌體的研究還處于起步階段,很多具體機制還不清楚,但是憑借其優良的物理、生物學特征和強大的物質運輸功能為治療神經退行性疾病等神經系統疑難疾病帶來新的希望。 |
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