旁分泌 三种不同干细胞移植治疗渐冻症的研究进展与挑战

肌萎缩侧索硬化是一种以上下运动神经元进行性变性为特征的快速进行性致命神经退行性疾病。

目前，ALS的发病机制和进展机制尚不清楚，也没有有效的治疗方法来预防或逆转ALS。

近年来，干细胞移植为ALS的治疗提供了新思路。一些评估干细胞移植治疗肌萎缩侧索硬化症潜力的早期临床试验已经开始。干细胞移植可能是维持和培养运动神经元的可行方案。

干细胞治疗是神经退行性疾病治疗的研究热点。细胞疗法通过移植新的神经元来替代退化或死亡的神经元，使干细胞或祖细胞在体内以某种方式分化成所需的细胞类型。

本文分别介绍了不同种类干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症的临床前试验。

间充质干细胞

MSCs移植作为多种组织器官疾病的治疗方案，已在动物模型实验和人体实验中得到证实，包括缺血性脑损伤和神经退行性疾病。

目前，鞘内注射和静脉注射骨髓间充质干细胞的I期试验均无不良反应报告。此外，从脂肪中注射骨髓间充质干细胞是安全的。

间充质干细胞的基础研究

研究表明，将人或啮齿动物的骨髓间充质干细胞移植到标准的SOD1突变体SOD1G93A小鼠体内，可明显改善运动功能，延长寿命。与0.9%氯化钠注射液组相比，骨髓间充质干细胞组的运动活性和肢体运动功能更好，体重下降更慢，平均寿命更长。

临床病例

有学者将37例骨髓间充质干细胞移植的ALS患者分为“有反应者”和“无反应者”两组。结果显示，前者ALS功能评分量表的下降幅度明显较小。

在另一项研究中，使用在培养中分化的骨髓间充质干细胞来增强神经营养因子的分泌，并将这些细胞通过肌内和鞘内注射到14名患者中。与移植前3个月的磨合期相比，骨髓间充质干细胞移植后6个月的随访期内，ALS功能评分量表评分和用力肺活量下降程度下降。因此，骨髓间充质干细胞移植可以改善ALS患者的临床症状。

MSCs移植可能通过延长受损运动神经元的存活时间和保留现有运动回路发挥作用，可通过以下途径实现。

1.骨髓间充质干细胞分泌神经营养因子的旁分泌作用

人脐带间充质干细胞可分泌6种不同的神经营养因子:脑源性神经营养因子、神经生长因子、神经营养因子3、血管内皮生长因子、胰岛素样生长因子-1和胶质细胞源性神经营养因子，单独或联合旁分泌可促进病变运动神经元的存活。

2.骨髓间充质干细胞对外周血T细胞的免疫调节作用

骨髓间充质干细胞与ALS患者外周血单个核细胞共培养时，干扰素γ、白细胞介素4、白细胞介素10等抗炎细胞因子水平升高，Treg细胞的诱导作用增强。此外，MSCs的免疫调节能力明显由先天免疫介导的toll样受体介导。因此，随着外周免疫细胞向中枢神经系统的浸润，MSCs移植诱导Treg细胞的潜能显得尤为重要。

3.骨髓间充质干细胞对胶质细胞介导的神经炎症的潜在调节作用

除了外周免疫细胞，MSCs还可以调节中枢神经系统胶质细胞的先天免疫反应。非神经元细胞自主性是ALS的重要病理特征，中枢神经胶质细胞在运动神经元的死亡中起着至关重要的作用。

神经干细胞

神经干细胞可能提供神经营养支持，替代胶质细胞或中间神经元，并可能通过分泌各种分子和生长因子发挥神经保护作用。欧洲和美国已经进行了使用来源于人类胚胎组织的神经干细胞在培养物中扩增的ALS相关实验。

神经干细胞基础研究

胚胎皮质来源的神经干细胞移植到ALS模型SOD1G93A大鼠脊髓后，可分化为神经保护性星形胶质细胞。如果将NSCs进行基因改造产生GDNF，将对ALS模型SOD1G93A大鼠的运动神经元产生有益的影响，不仅可以延缓ALS模型SOD1G93A大鼠的发病，延长其存活时间，改善上运动神经元的健康状况，还可以提高ALS模型SOD1G93A大鼠脊髓运动神经元的存活率。

研究表明，ALS患者萎缩的脊髓可耐受至少3mL细胞悬液和多达20次不同脊髓节段的注射；随访2年，未见肿瘤生长。因此，NSCs移植不会加速ALS的进展，NSCs移植治疗ALS患者相对安全可行。

胚胎干细胞

人胚胎干细胞是来源于人胚泡内细胞团的原始多能干细胞，经体外分离培养而成。

胚胎干细胞基础研究

Izrael等对ALS动物模型的进一步研究发现，鞘内注射hES-AS可明显延缓hSOD1G93A小鼠和大鼠ALS的发病，有助于维持运动功能，延缓死亡。与正常星形胶质细胞相似，hESCs可通过清除谷氨酸、分泌多种神经保护因子、中和活性氧、促进神经生长等多种机制保护运动神经元；

与空白色载体溶液对照组相比，hESCs治疗组大鼠保持正常运动能力的时间延长了1个月。胚胎干细胞治疗组大鼠的中位生存期为216天，对照组为182天，表明鞘内注射可延缓ALS的发生和发展，延长生存期。

上述研究证实了鞘内注射干细胞治疗肌萎缩侧索硬化症的可行性、安全性和潜在疗效。

摘要

干细胞的临床前研究为人类实验奠定了基础，将干细胞分化为具有治疗潜力的细胞，并揭示了通过改善疾病微环境的毒性来减缓神经退行性变的可能机制。

在已被证实安全的干细胞来源中，确定最有效的干细胞来源、剂量、给药部位和方法对进一步提高干细胞移植治疗的疗效具有重要意义。干细胞移植在治疗ALS等神经退行性疾病方面具有巨大潜力，但基于干细胞的治疗仍需大量研究。

参考

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