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干细胞可使中风及神经系统疾病后的脑细胞恢复

Nature Medicine 2016-08-25

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中风的患者,流入大脑的血流中断,脑细胞缺氧在几分钟内就会造成脑细胞的死亡。在某些患者中,会表现为偏瘫、语言障碍、视觉功能障碍以及记忆力丧失等问题。

但研究人员在一项新的研究发现,干细胞疗法可增加中风后脑损伤的小鼠的神经细胞再生。

这项由南加利福尼亚大学(University of Southern California, USCBerislav Zlokovic博士率领的研究发表在Nature Medicine杂志上。文献Pubmed链接

根据美国疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)的数据显示,中风是美国人第五大死亡原因,也是造成成人残疾的主要原因。

中风的影响取决于血管堵塞的位置和多少涉及到脑组织的范围,但一侧的大脑中风将导致另一侧身体神经功能受到影响。例如,右侧的大脑中风可造成左侧的身体麻痹,反之亦然。

在脑干部位发生的中风会影响双侧的身体,可以让造成病人处于一种闭锁状态,即病人无法说话或者移动脖子以下的身体。

考虑到美国每年约有800000人中风这一问题,这项最新研究的研究人员想要研究中风潜在的治疗方法。

治疗由两种方法组合而成

研究人员称他们的治疗由两种方法组合而成。一方面涉及外科手术将人类神经干细胞c移植至大脑受损区域,神经干细胞将在受损区域发育为脑细胞和其他神经细胞。

另一方面是使用一种名为3K3A-APC的化合物,这种化合物已已被证明在培养皿中有助于神经干细胞成长为神经细胞。但研究人员说,目前还不清楚这种分子分子——活化蛋白c(APC)对活体动物会造成什么影响。

基于这些认识,研究团队小鼠的实验中,在诱导类似中风的脑损伤的一个月后,对接受干细胞和3K3A-APC化合物治疗的小鼠进行了测试,接受干细胞和3K3A-APC化合物治疗的小鼠的表现明显优仅于接受一种治疗和没有接受治疗的小鼠。

研究者们还发现,给予3K3A-APC化合物的小鼠有更多的干细胞存活并发育为神经细胞。

研究者通过阻断至大脑特定部位的血流从而制作出类似中风损失的小鼠模型。一周后(相当于人类中风后的数个月),研究人员将干细胞注射入坏死区域周围,同时给予安慰剂或3K3A-APC

Zlokovic博士说:给予小鼠3K3A-APC比单独给予干细胞的作用好。我们的结果显示了3K3A-APC可以帮助干细胞转化为神经细胞,同时与宿主的神经系统的结构和功能相互连接。

在中风领域的研究尚属首次

研究人员还研究了在受损的大脑区域由干细胞形成的神经细胞和初级运动皮层神经细胞之间的连接。

研究小组还发现,使用干细胞和3K3A-APC化合物治疗的小鼠有相比给予安慰剂的小鼠更多的神经连接,即形成突触。

随后,研究人员使用振动刺激小鼠的爪子,在治疗的小鼠上发现从干细胞发育的神经元表现出了更强的反应。

Berislav Zlokovic博士说:这说明移植的干细胞在3K3A-APC的作用下发育为神经细胞并与宿主的大脑形成了一个具有功能的整体。在中风领域的研究这尚属首次,所以我认为这将未来研究的金标准。

在这项研究之后,研究人员希望进一步开展2期临床试验(phase II clinical trial),确证在中风患者上使用这样的结合疗法能否使新的神经细胞的形成。

他们表示,如果试验成功,这项治疗还可能可以在其他疾病和条件下进行试验,例如脊髓损伤。

资助这项研究的来自于美国国立卫生研究院的国家神经疾病和中风研究所(National Institute of Health's National Institute of Neurological Disorders and Stroke, NINDS)的Jim Koenig博士说:这项南加利福尼亚大学主导的动物实验研究为在治疗中风领域取得突破铺平了道路。Jim Koenig博士最后补充说:如果这项治疗在人体上有效,那么这项治疗可以显著加速中风患者的恢复。