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图像:显微镜图像显示了脑白质中风损伤的脑组织(左图),然后用新的胶质细胞疗法修复(右图)。

资料来源: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

加州大学洛杉矶分校的一项新研究发现,一次性注射实验性干细胞疗法可以修复大脑损伤,改善老鼠的记忆功能,重现人类中风和痴呆的情况。

痴呆可由多种情况引起,其特征是一系列症状,包括记忆、注意力、沟通和身体协调方面的问题。痴呆症最常见的两种病因是阿尔茨海默氏症(Alzheimer's disease)和白质中风(白质中风是在大脑连接区域累积的小中风)。

“这是一个恶性循环:痴呆症的两个主要原因几乎总是同时出现,而且每一个都会加速另一个,”该研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校S. Thomas Carmichael博士说。

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,这一数字将急剧上升。”

目前,还没有任何疗法能够阻止白质中风的发展,或在中风发生后增强大脑有限的自我修复能力。发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上的这项新研究发现了一种细胞疗法,可以阻止疾病造成的渐进性损伤,并刺激大脑自身的修复过程。

用于治疗的细胞是一种特殊类型的胶质细胞,这种细胞包围并支持中枢神经系统中的神经元。Carmichael和他的合作者评估了他们的胶质细胞治疗的效果,他们将其注射到大脑损伤的老鼠的大脑中,这种损伤类似于痴呆早期到中期的人类。

“注射后,我们的细胞疗法前往受损的大脑区域和分泌的化学物质称为生长因子,刺激大脑的干细胞启动修复反应,“艾琳略伦特博士说,该论文的第一作者和研究助理大卫格芬医学院的神经学教授在加州大学洛杉矶分校。

激活修复过程不仅限制了损伤的进展,还促进了新的神经连接的形成,并增加了髓磷脂的产生——髓磷脂是一种覆盖和保护神经连接的脂肪物质。

“了解神经胶质在修复白质损伤方面所起的作用,是一个需要探索的极其重要的研究领域,这些初步结果表明,以胶质细胞为基础的治疗可能有一天会帮助对抗许多中风和血管性痴呆患者每年遭受的白质损伤。”

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·劳瑞(Bill Lowry)合作开发的。该研究小组使用了劳里之前发现的一种方法,用一种叫做去氧胺的药物治疗人类诱导的多能干细胞,从而快速产生大量胶质细胞。诱导多能干细胞来源于皮肤细胞或血液细胞,这些细胞被重新编程回到类似胚胎干细胞的状态,科学家可以从中创造无限供应任何类型的细胞。

在未来,如果证明是安全有效的治疗通过人类临床试验,研究人员设想成为一个“现成的”产品,这意味着细胞将大规模生产,冷冻和运到医院,在那里他们可以作为一次性治疗白质中风的早期迹象。

这将使这种疗法有别于用每位患者自身细胞创造的针对患者的细胞疗法。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对移植细胞的排斥,但它们也很昂贵,而且可能需要几周或几个月的时间来生产。

“脑白质中风造成的损害是渐进式的,所以你不需要花几个月的时间为每个病人制定一种治疗方案,如果你能在最有效的时间窗口期有一种已经在冰箱里准备好的治疗方法,那将是一个更好的选择。”

对于现成的细胞疗法来说,大脑是一个特别好的靶点,因为大脑中的免疫活动受到高度控制。这一特征被称为免疫特权,它使那些可能被身体其他部位排斥的供体细胞或组织能够长期、甚至无限期地存活。

有趣的是,研究人员发现,即使他们在移植后几个月清除了注射的细胞,小鼠的恢复也不会受到影响。这是因为这种疗法主要起到唤醒作用,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,你不需要依靠移植的细胞来维持治疗的成功,”卡迈克尔说。

该团队目前正在进行必要的额外研究,以便向美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)申请批准在人体临床试验中测试这种疗法。

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