根据CCTV13的报道,帕金森病是最主要的神经退行性疾病之一,如何开发长期有效的新型临床治疗方式,改善病患群体的生活质量,是社会老龄化面临的一项重要挑战。经历了长期的基础研究历程,干细胞治疗近年逐渐成熟并进入临床转化。目前,这种全新的药物形式被认为是能够治愈帕金森病最有前景的治疗策略之一,许多临床试验需要不间断开展。
帕金森病是一种神经退行性疾病,其特征是由于黑质中多巴胺能神经元的选择性丧失而引起的运动障碍。左旋多巴是一种有效且耐受性良好的多巴胺替代剂。然而,左旋多巴仅提供症状改善,而不会影响潜在的病理学,并且长期使用后会产生副作用。基于细胞的替代是一种很有前途的策略,它为帕金森病治疗中替代丢失的神经元提供了可能性。
最近, “NEURAL REGENERATION RESEARCH”杂志上的新综述阐述了在帕金森病患者和动物模型中进行的细胞移植的开创性研究以及间充质干细胞(MSC)与多巴胺神经元共植入的新治疗策略[1]。下图为细胞疗法治疗帕金森病的一些关键节点。
(图片来自参考文献1)
使用间充质干细胞的治疗依赖于它们改变受损组织微环境和增强内源性神经保护和再生的能力。MSCs可以向受损区域分泌神经营养因子和抗凋亡因子以及细胞因子,例如胰岛素生长因子I、血管内皮生长因子、脑源性神经营养因子等等[2]。
MSCs还可以通过产生抗炎细胞因子(如IL-10和转化生长因子β)和减少促炎细胞因子(如IL-1β、TNF或干扰素γ)来促进神经修复。因此,间充质干细胞在治疗帕金森病方面具有巨大的治疗潜力[3]。
(图片来自参考文献3)
在治疗帕金森方面,MSCs可以分化为神经祖细胞,从中可以获得类似多巴胺神经元的细胞。通过把这些神经元致敏的MSCs或源自MSCs的多巴胺能细胞移植到PD的动物模型中,可以发现在黑质中TH阳性神经元和纹状体中的纤维显著增加,在行为测试中也得到了大幅改善[4]。
但目前仍未具体确定这些细胞是否可以整合到宿主神经回路中,并与宿主神经元建立新的突触,目前发挥作用的机制还只停留在MSCs产生的多种细胞因子可减少炎症,营养神经,促进神经修复。
参考文献[4]
近年来,越来越多的研究把间充质干细胞应用到了帕金森的治疗当中,逐渐突破技术障碍,在人体临床试验中已经取得积极的数据。
(图片来自参考文献2)
有研究显示,将MSC移植与左旋多巴治疗或运动等其他治疗策略相结合,PD治疗的临床疗效会得到更好的效果[5]。研究人员发现,经过MSC和左旋多巴联合治疗之后,PD患者的神经元数量有明显的增加。
(图片来自参考文献5)
除此之外,在脑电图的成像上,经由MSC和左旋多巴共同治疗之后能够有效预防PD引起的认知障碍和脑电图缺陷。可见,MSC具有神经保护和神经增殖作用,并在神经系统的发育,可塑性,神经元存活和分化中发挥重要作用。
(图片来自参考文献5)
还有研究者发现[6],将自体间充质干细胞移植到帕金森病患者的侧脑室下区可以有效改善患者的症状。这项初步研究也表明了MSCs这种新的治疗方法的安全性及其潜在的有益效果。下图为PD 患者在干细胞移植前后 UPDRS 评分的改善,该图还证明在疾病发病早期(5 年内)接受MSCs治疗的患者表现出明显更好的改善。
(图片来自参考文献6)
小结
综上所述,我们可以了解间充质干细胞在治疗帕金森疾病方面具有巨大的临床潜能,特别是与常规治疗帕金森患者的药物一起连用时。然而,在正式大规模将MSCs投入到临床使用之前,医学界还需要更多更大的临床试验对MSCs来源,注射时间,注射剂量等进行探索,从而获得更为精准有效的治疗规范。未来,随着研究的进展,间充质干细胞有望成为帕金森治疗的新选择。
参考文献:
[1] Rodríguez-Pallares J, García-Garrote M, Parga JA, Labandeira-García JL. Combined cell-based therapy strategies for the treatment of Parkinson's disease: focus on mesenchymal stromal cells. Neural Regen Res. 2023 Mar;18(3):478-484. doi: 10.4103/1673-5374.350193. PMID: 36018150; PMCID: PMC9727452.
链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9727452/
[2] Fričová D, Korchak JA, Zubair AC. Challenges and translational considerations of mesenchymal stem/stromal cell therapy for Parkinson's disease. NPJ Regen Med. 2020 Nov 3;5(1):20. doi: 10.1038/s41536-020-00106-y. PMID: 33298940; PMCID: PMC7641157.
链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7641157/
[3] Angeloni C, Gatti M, Prata C, Hrelia S, Maraldi T. Role of Mesenchymal Stem Cells in Counteracting Oxidative Stress-Related Neurodegeneration. Int J Mol Sci. 2020 May 7;21(9):3299. doi: 10.3390/ijms21093299. PMID: 32392722; PMCID: PMC7246730.
链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7246730/
[4]Park H-J, Shin JY, Lee BR, Kim HO, Lee PH. Mesenchymal Stem Cells Augment Neurogenesis in the Subventricular Zone and Enhance Differentiation of Neural Precursor Cells into Dopaminergic Neurons in the Substantia Nigra of a Parkinsonian Model. Cell Transplantation. 2012;21(8):1629-1640. doi:10.3727/096368912X640556
链接:
https://journals.sagepub.com/doi/10.3727/096368912X640556?url_ver=Z39.882003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed
[5] Jalali, Maryam Sadat et al. “Therapeutic effects of Wharton's jelly-derived Mesenchymal Stromal Cells on behaviors, EEG changes and NGF-1 in rat model of the Parkinson's disease.” Journal of chemical neuroanatomy vol. 113 (2021): 101921. doi:10.1016/j.jchemneu.2021.101921.
链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33600923/
[6] Venkataramana NK, Pal R, Rao SA, Naik AL, Jan M, Nair R, Sanjeev CC, Kamble RB, Murthy DP, Chaitanya K. Bilateral transplantation of allogenic adult human bone marrow-derived mesenchymal stem cells into the subventricular zone of Parkinson's disease: a pilot clinical study. Stem Cells Int