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脊髓神经干细胞移植最新消息(脊髓干细胞移植最新进展)

干细胞移植 2023年03月27日 22:44 im

我们希望通过本文的脊髓神经干细胞移植最新消息讨论,我们能够向你传授有价值的知识,所以请仔细阅读我们所提供的内容。

关注。脊髓类损伤案例? 怎样治疗?

脊髓损伤是脊柱外科一种常见的创伤性疾病,导致神经元死亡、功能性运动和感觉丧失,通常会引起损伤面以下躯体感觉与功能的严重障碍,丧失生活自理能力。脊髓损伤具有发病率高、治愈率低、致残率高、并发症多的特点,不仅给个人也给社会带来沉重的经济负担。

目前,对于脊髓损伤的治疗手段主要有手术治疗、药物治疗、细胞移植等。随着医疗技术的进步,脊髓损伤的临床治疗取得了一定的进展,患者的神经功能得到了一定的恢复,但是仍然只有不到1%的患者神经功能可以完全恢复。因此,如何促进脊髓损伤后神经功能的修复成为临床和科研领域的难题。

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随着社会的进步和科学水平的提高,干细胞治疗为脊髓损伤的康复带来新思路。干细胞移植可以在实验上修复脊髓损伤,促进神经营养因子和抗炎症细胞因子的数量,促进神经组织再生和血管形成[1]。

脊髓再生是一个受多因素制约的复杂过程,干细胞在治疗脊髓损伤方面表现出了很多突出的优点。目前,用于治疗脊髓损伤的干细胞主要包括神经干细胞、胚胎干细胞和间充质干细胞、诱导多能干细胞等。

iPSC衍生的神经祖细胞治疗脊髓损伤

对于脊髓损伤的治疗,移植人类诱导多能干细胞衍生的神经祖细胞在中度损伤的动物模型中具有安全性和有效[2]。

《科学报告》(Scientific Reports)杂志上的文章显示[3],美国加州大学圣迭戈分校的研究人员探讨了多能干细胞治疗严重脊髓损伤的新方法,他们特别关注了组织型纤溶酶原激活剂(tPA)的神经保护功能和生长因子活性[4-6]。

根据报道,通过用蛋白水解无活性的tPA预处理的多能干细胞的移植,可以在严重脊髓损伤的大鼠模型中促进运动功能的改善。

作者发现,经过预处理的多能干细胞在脊髓损伤一周后移植到免疫缺陷大鼠中后,能够存活并分化。大鼠在受伤后一天之内表现出完全的后肢瘫痪,然而,通过预处理的多能干细胞移植促进了运动功能的显着改善和肌肉萎缩的减少,且没有加剧疼痛反应。

这项研究结果表明,通过预处理的多能干细胞对于治疗脊髓损伤具有良好的治疗效果。

神经干细胞治疗脊髓损伤

神经干细胞是一类能够向神经谱系定向分化的多能干细胞,具备自我更新能力并可以在体外扩增培养。

在2011年,美国加利福尼亚州的研究者率先将神经干细胞移植疗法用于脊髓损伤临床试验[7]。研究结果显示,接受神经干细胞移植治疗的7例完全性脊髓损伤患者中有4例患者的感觉功能基本恢复,接受神经干细胞移植治疗的5例不完全性脊髓损伤患者中有2例患者的感觉功能基本恢复。

在国内,郑州大学附属郑州市中心医院神经外科的研究团队为了探讨神经干细胞移植治疗脊髓损伤的效果,纳入的18例患者采用了神经干细胞移植治疗。该研究对所有患者的手术前、手术后神经功能的情况进行评价分析。临床结果显示,手术后共有17例患者的症状得到改善[8]。

另一项国内研究选取2013年12月至2015年1月期间收治的35例脊髓损伤患者为研究对象,应用脊髓探查和损伤局部神经干细胞移植结合的手术方法进行治疗。手术后6个月,患者的运动、痛觉和轻触觉等比手术前均有显著改善[9]。

上述的临床试验结果显示神经干细胞移植能够明显改变患者的感觉、运动、排汗等功能,使患者的神经功能得到明显的改善,有利于患者康复及生活质量的提高。

间充质干细胞治疗脊髓损伤

在脊髓损伤的临床研究中应用最广的是间充质干细胞。间充质干细胞修复脊髓损伤的机制可能在于其能够分泌神经营养因子,促进血管再生,抑制炎症反应,并产生旁分泌效应促进宿主细胞的神经保护作用。

在国际上,研究者报道了间充质干细胞治疗2例慢性脊髓损伤的初步临床结果[10], 1例19岁男性截瘫患者和另1例21岁女性四肢瘫患者,接受治疗6个月后运动平面和感觉平面都有所恢复。

2012年,有研究者从10个脊髓损伤患者的髂骨中获得间充质干细胞,经过培养后直接注射到患者的损伤部位,6个月后发现有3个患者的活动能力及电生理表现都有改善,说明自体间充质干细胞移植对治疗脊髓损伤有效[11]。

在国内,2013年研究者将患者自体间充质干细胞移植到完全性、慢性的颈段脊髓损伤部位。在40例受试者中,试验组患者的功能相比对照组明显恢复,且在随访的6个月中无肿瘤发生迹象[12]。

围产组织是间充质干细胞的丰富来源。近年来,围产期间充质干细胞在脊髓损伤的治疗研究中取得了一定的疗效。能够明显改变脊髓损伤患者的症状,有利于患者康复及生活质量的提高。

在2005年国际上就有研究团队将围产期间充质干细胞移植到脊髓受损的37岁患者脊髓损伤区,细胞移植41天后,患者运动和感觉功能明显改善,1年后随访发现脐带间充质干细胞移植治疗脊髓损伤是安全的[13]。

2011年,国内学者给22例脊髓损伤患者鞘内注射围产期间充质干细胞,治疗后1个月,患者的痛觉、触觉、运动、日常生活活动能力评分均较治疗前有明显升高[14]。同样,2013年的报道也显示,国内研究团队将围产期间充质干细胞通过鞘内或脑室注射的方式移植到25例脊髓损伤患者体内,患者自主神经和躯体感觉在术后12个月有不同程度的恢复[15]。

另外,2016年国内研究者将围产期间充质干细胞注射到28例脊髓损伤患者的脊髓损伤区,同时结合运动功能训练,发现围产期间充质干细胞治疗无严重不良反应发生,15例患者的运动功能得到有效改善,12例患者部分改善[16]。

展望

干细胞疗法只是研究人员为改进每年全球约500,000例脊髓损伤的治疗方法而进行的众多测试之一,干细胞治疗已经在重新构筑损伤脊髓的功能恢复方面展现出了巨大的潜力。虽然,临床研究与转化才刚刚起步,相信在广大学者的不懈努力下,干细胞有可能在脊髓损伤治疗这一世界医学难题中发挥重要作用,为广大脊髓损伤患者带来福音。

神经干细胞移植问题

朋友,我的能力有限,我也不会乱复制东西,我只是把我知道的告诉你,我只是个实习医生,但愿我的答案对你有点帮助:

移植神经干细胞的方法有三种方法进行神经干细胞移植:1、腰椎穿刺蛛网膜下腔注射。该方法具有创伤小、时间短、治疗范围广泛等优点;2、头部钻孔注射。具体方法为在头顶颅骨上钻一到两个小孔,然后将神经干细胞移植到脑组织中。该方法可以与第一种方法结合起来用于治疗运动神经元病、脑外伤、脑出血、脑血栓后遗症等,疗效更加显著;3、治疗脊髓损伤患者时,可以单独采用第一种方法,也可以结合手术暴露脊髓后局部注射两种方法移植神经干细胞。

isei 日本干细胞:2020年的三冠王——DaringTact干细胞移植手术

Daring Tact(母马5:杉山春,父亲:Epifaneia)是2020年的三冠王,去年4月25日在香港获得伊丽莎白女王二世杯第三名后,因右前腿韧带炎而休息,本月16日被从福岛县诺曼底农场大野町转移到滋贺县冠军山。 18日,诺曼底纯种马公司宣布了这一消息。 为了重返赛场,他接受了干细胞移植手术,此后又进行了康复和训练。

 它现在已经准备好返回里托训练中心。

干细胞的治疗不仅限于对人的治疗,也被活用于动物(宠物)

干细胞不仅用于人类医疗,还用于其他动物物种。 例如,JRA赛马综合研究所( JRA总研)进行的对马屈腱炎的干细胞治疗是以根治赛马中常见的屈腱炎为目标的治疗。

屈腱炎是发生在马腿部的疾病,治愈不仅需要几个月到几年,患部也不会恢复到 健康 时的状态。 以此根治为目标,JRA总研正在摸索将来自骨髓的间充质干细胞投入患部,通过干细胞分泌的细胞因子进行治疗的方法。

除了赛马、肉牛、奶牛等经济动物以外,也就是说干细胞治疗也在扩大。 在兽医学领域,干细胞治疗分为“组织补缀疗法”“免疫强化疗法”“细胞因子疗法”。

到2017年,在家畜动物中,关于使用细胞因子疗法治疗脊髓损伤、肝脏疾病的方法,正在推进企业的临床试验、产品开发。 关于该细胞因子疗法中包含的马的屈腱炎、各种内科外科疾病的治疗,现在是在各医院等进行诊疗行为的阶段。

以下是兽医学领域实际进行临床研究或进行研究达到实用阶段的疾病。

脊髓疾病:椎间盘突出症、变形性脊椎症、变性脊髓病、脊髓约束、小脑梗塞等中枢神经系统梗塞

自身免疫疾病:干燥性角结膜炎、特应性皮炎、免疫介导性关节炎、非再生性再生不良性贫血

内科系统疾病:胰岛素依赖非依赖型糖尿病、慢性胰腺炎、慢性肝炎、肝功能衰竭肝硬化、肾炎、慢性肾脏病

其他:骨折合并不全、皮肤创伤

这些疾病在兽医学领域使用干细胞进行治疗或临床研究。

日本干细胞

日本的医疗水平之高受到全世界的认可,2012年和2016年先后有山中伸弥、大隅良典两位日本医学家在再生领域获得诺贝尔医学奖。一方面,人们很期待干细胞对于那些被宣判“无能为力”的疾病的卓越功效,一方面大家对于这种新型医疗技术的安全性表示担忧。

为了保障干细胞疗法的安全性,从2014年通过《再生医疗安全法案》,正式将干细胞纳入监管后,同时允许医疗机构将其作为一项医疗技术在临床运用。也是在法案通过后,日本再生医疗在民间开始普及,2015开始陆续有医疗机构申请人体各个部位的干细胞治疗许可。脸部注射必须有脸部注射许可,治疗相对应疾病也必须持有相对应许可,各医疗机构每年必须将该年治疗案例上报给厚生劳动省,作为临床依据。可以说,日本的这种医疗制度推动了再生医疗的前进。

日本本土医院独家中国唯一指定托管

关于我们

ISEI HEALTH 所托管的日本干细胞综合医院是全日本再生医疗病例和临床案例数最多的综合性医院,为日本再生医疗委员会制定细胞培养和治疗标准提供了大量案例基础。

我们是日本医院授权指定的海外用户(中国)服务托管商。我们通过专业的医疗顾问团队和翻译团队,致力于把日本最顶尖的医疗技术和安全舒适的医疗服务提供给广大的中国客户。

过去五年除日本本地患者外更是接待了韩国、新加坡、美国、土耳其以及中国的政商名流。

我们是通过日本政府(经济产业省和外务省)的资质审查,经过严谨的审查后,作为日本医疗签证身元担保指定机构以及日本旅行业资格机构合法开展海外客人赴日业务的专业公司。再强调一下:我们不是第三方,更不是中介。除了正常的医院费用及相关的服务费以外,我们不再收取任何其它费用。

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神经干细胞移植预计今年能在中国上市吗?

已经上市了。

神经干细胞移植是将神经干细胞(neural stem cells)移植到宿主体内,使神经干细胞向神经系统病变部位趋行、聚集,并存活、增殖、分化为神经元和/或胶质细胞,从而促进宿主缺失功能的部分恢复的一种技术。近年来,神经干细胞研究成为治疗神经退行性疾病和中枢神经系统损伤的热点。神经干细胞移植在临床应用中有广阔的前景,对它的研究一直是近年来的热点。

一、治疗特点

胚胎性神经干细胞可自动发生分化,具有无限增殖能力,移植至患者体内有致瘤的可能,同时胚胎性神经干细胞还有可能引起免疫排斥反应,所以胚胎神经干细胞尚不能应用于临床。来源于细胞系的神经干细胞因为在培养过程中有基因的掺入,并需经过长期的培养,有可能发生某些生物学特征的改变,甚至发生恶性转变,因此,来源于细胞系的神经干细胞多应用于动物实验。

二、移植途径

20世纪80年代中期开始,国外学者即将干细胞移植技术应用于临床。临床应用较多的是成人帕金森氏病、脑中风、脑梗塞、亨廷顿氏病、老年性痴呆及脑外伤。移植后部分病人出现了神经运动功能的改善,但也有部分病人病情无明显变化。考虑患者多为老年人,脑内环境较差,不利于神经干细胞的存活及分化。移植的长期疗效仍在进一步观察中。在小儿神经干细胞移植方面,北京海军总医院儿科自2005年5月成功进行了世界首例新生儿缺氧缺血性脑病、早期脑瘫患儿神经干细胞移植,之后又先后对各类型智力障碍、小儿脑瘫、新生儿缺氧缺血性脑病、新生儿核黄疸、颅内出血、Rett综合征、孤独症、21-三体综合征、脊肌萎缩症、线粒体脑肌病、先天或遗传代谢性脑病等进行了神经干细胞移植,取得了较好的临床疗效,半数以上患儿智力和运动能力得到不同程度改善,小婴儿效果尤其显著,无一例出现倒退及发生严重并发症。其中还有14名视觉严重障碍患儿视觉功能明显恢复。

三、移植途径

依据神经干细胞能够向病变神经系统部位趋行、聚集的生物学特性,动物实验及临床应用中所使用的干细胞移植途径主要包括局部注射移植、经脑脊液注射移植、经血液循环注射移植。下面就各种移植途径的应用方法和主要特点概述如下。

局部注射移植

1、立体定向脑内注射移植是动物实验和临床研究采用最多的干细胞移植方法。该技术是应用CT/MRI扫描定位后,图像象输入计算机,利用计算机规划移植靶点、手术路径,局部麻醉后,颅骨钻孔,插入探针,微量泵泵入神经干细胞。立体定向脑内注射移植手术具有定位准确,操作时间短,手术创伤小,患者在局麻下可承受该手术,利于术者检查患者配合情况,及时观察治疗反应的优点。该方法适合于病灶比较局限的疾病如脑出血后遗症、脑外伤后遗症、局灶性脑梗塞等,也适合具有集中神经功能核团支配的神经功能退行性疾病如帕金森症、阿尔茨海默病等。该方法是可以把干细胞全部集中到病灶及其周边发挥治疗作用,神经功能改善迅速、直接。但缺点是将神经干细胞直接注射于脑损伤区,脑内神经干细胞移植的成功率较低,这是因为脑损伤部位是一处不良的局部微环境区域,植入的神经干细胞有可能被激活的小胶质细胞和巨噬细胞所清除。经脑内移植尚有容积占位效应,致使神经干细胞移植量有限,这也是导致移植成功率降低的因素之一。此外,经脑内移植还可导致局部神经干细胞移过度聚集,不利于神经干细胞移的分化。头部穿刺手术,虽然创伤较小,但仍存在穿刺出血的风险,许多患者不愿意接受。

2、脊髓局部注射移植是治疗脊髓损伤的动物实验和临床研究最多采用的干细胞移植方法。该技术主要是在脊髓损伤的节段进行手术,依次切开皮肤、肌肉、韧带,咬除受伤节段的部分椎板,剪开硬脊膜然后在受伤脊髓节段上下两端注射干细胞。该方法的优点是移植的细胞分布在损伤脊髓两端发挥作用,同时手术可以起到减压的作用,促进部分脊髓功能的恢复。但缺点是创伤大,存在出血的风险,此外手术本身对脊髓是一次新的损伤有可能加重神经功能的缺失。

经脑脊液途径移植

1、腰椎穿刺蛛网膜下腔注射移植

该方法是另一种较多采用的移植方法。该方法是利用腰椎穿刺技术,于腰椎3-5椎间隙,置入穿刺针达到蛛网膜下腔,注入神经干细胞。其优点是移植的细胞可以顺着脑脊液的循环途径流遍整个大脑和脊髓,可在宿主蛛网膜下腔中保持贴附、增殖和分化的能力,无论哪里有病灶,细胞都可以到达,适合于病变较为广泛的神经功能疾病的治疗,例如脑炎后遗症、脑发育不良、多发性脑梗塞等疾病。且该方法创伤很小,每次操作只需要十多分钟,病人始终处于清醒状态。该方法的缺点是移植的干细胞被分散到整个大脑和脊髓,干细胞迁移、趋行到什么部位难以控制,治疗效果没有定向脑内注射明确,同时干细胞需要顺着脑脊液循环至大脑,路径较长,且需通过脑脊液-脑屏障,细胞损失较多。此外干细胞直接进入脑脊液中,为环境完全不同于体外培养的环境,干细胞存活的数量仍存在疑问。

2、脑室穿刺注射移植

有部分动物实验和临床研究采取脑室穿刺注射移植的方法。该方法是给予患者侧脑室穿刺后,经穿刺针注射神经干细胞。动物实验研究证明通过脑脊液途径移植神经的干细胞可以特异性的迁移至脑损伤区域,对临床神经干细胞移植治疗方案的确定具有积极的意义。该方法的优点是脑室穿刺时干细胞可以直接到达脑室系统,循环至整个神经系统,移植点位于高位,路径较短,干细胞损失较少。植入细胞可远离损伤环境,同时避免损伤区的不良微环境影响移植细胞的成活,从而提高植入细胞的存活率,避免经脑内移植时的容积占位效应,增加植入细胞的数量,脑室内环境也为植入的NSCs提供了良好的迁移发育和定向分化的场所,有利于脑室植入细胞在内源性NSCs的迁移途径引导下,广泛快速地到达脑内损伤区。但此方法缺点在于,因为要经过脑脊液循环到达病灶区,需要移植的细胞数量要增加,此外脑室穿刺创伤较腰椎穿刺大,有穿刺出血的风险。脑室穿刺细胞移植与腰椎穿刺细胞移植的治疗原理和效果应该是基本相同,如果此移植途径可行,在临床上可以直接通过腰椎穿刺蛛网膜下腔注射进行细胞移植。

3、枕大池穿刺移植

该方法是动物实验中较多采用的移植方法,主要是从后枕部穿刺到枕大池注入干细胞。优点基本与其他利用脑脊液途径移植的方法相同,动物实验中主要考虑腰椎穿刺和脑室穿刺的难度较大,该方法操作较为简单。但该方法不适合于临床应用也没有临床报道,主要因为后枕部穿刺的手术风险过大,可能造成脑干的损伤,危及生命。

血液循环途径移植

1、静脉内注射移植

静脉内注射移植的方法仅见于动物实验的文献报道,个别医院也在应用该方法,但尚未正式报道。该方法是使用静脉穿刺的方法,将神经干细胞滴入血液循环,干细胞通过血液循环到达神经系统,透过血脑屏障到达脑组织发挥作用。其优点是创伤小、容易被患者所接受,经静脉移植避免损伤正常脑组织,且可以通过反复多次移植来弥补到达病灶区神经干细胞移少之不足。如Jeong等经大鼠尾静脉植入神经干细胞移,证实进入脑内的神经干细胞移有10%成功分化为神经元,并与周围正常神经元建立了突触联系。但经静脉进行神经干细胞移移植的不利因素在于,从外周静脉进入脑内需经长时迁移,最后进入脑内的细胞数量十分有限,从而导致移植成功率不高。从理论上来讲,大量的移植细胞没有进入所希望治疗的病灶区域,而是在血液循环中消耗掉了,加大移植细胞的数量的话,理论上可能有足够数量的干细胞进入病灶区域发挥作用,但同时会使治疗成本升高。

2、动脉内注射移植

动脉内注射移植的原理基本与静脉内注射移植相同,主要是部分学者考虑通过直接将干细胞在供脑动脉内注射,可以减少干细胞在血液循环中的损失,提高干细胞的利用率。多采用颈内动脉穿刺的方法移植干细胞,这样可以使移植的干细胞集中流到脑组织内部,减少细胞耗损。该方法缺点是有可能使老年患者动脉壁上的血栓脱落形成新的脑血栓,以及可能形成夹层动脉瘤。

以上几种干细胞移植途径各有优缺点,均为干细胞的动物实验及临床研究提供了移植方法。笔者认为很难评价各种方法的优劣,而应该在各种方法的完善上进一步进行研究,掌握每种方法的适应证,必要时可以两种或两种以上方法联合应用,以达到最好的治疗效果。

干细胞移植术应用于显微外科临床的最新进展?谢谢!

我的理解 人类对人类的干细胞是同源;神经细胞获得的干细胞应用于神经系统是同源。

请参考:

干细胞因与脊髓损伤区域的细胞同源而具有独特的治疗优势

干细胞因与脊髓损伤区域的细胞同源而具有独特的治疗优势。

脊髓损伤是一种严重危害人类健康的疾病,损伤患者在损伤平面以下存在感觉、运动、反射及尿便功能障碍,目前脊髓损伤治疗研究主要集中在以下方面:①控制继发性损伤的进展,包括手术减压、激素冲击疗法、亚低温治疗、钙通道阻断、兴奋性氨基酸拮抗、自由基清除等。②促进轴突再生、修复受损的髓鞘,加强中枢神经的可塑性并促进未损伤区域的代偿功能,包括细胞移植、神经生长因子的应用。③解除或中和脊髓损伤后抑制轴突再生的各种因素,包括应用抗轴突生长抑制因子、应用基因沉默等技术等方法间接促进轴突的再生。移植载体方面的研究主要集中在胚胎脊髓组织、神经干细胞、外周神经、许旺细胞以及基因修饰的功能细胞等。已有文献证实,上述载体的移植均有助于神经系统的恢复,干细胞因与脊髓损伤区域的细胞同源而具有独特的治疗优势。

脊髓损伤后,血-脊髓屏障被破坏,局部缺血、缺氧,多种炎性因子进入损伤区域,触发细胞坏死和凋亡等级联效应。在损伤残存的神经细胞的同时,还会造成脊髓创伤区边缘脊髓组织的损伤,因此预防继发损伤是早期治疗的重要内容。从病理生理机制角度分析,脊髓损伤后出现的局部微环境改变也是造成神经系统再生失败的重要原因。脊髓损伤后局部微环境的变化包括:①损伤造成神经细胞死亡,脊髓屏障破坏造成脊髓内环境失衡。②细胞毒性物质造成缺血再灌注损伤。③损伤后多种抑制性因子表达于细胞表面。④反应性胶质细胞大量增殖,所形成的胶质瘢痕及再生抑制分子阻止了轴突再生和跨越损伤区。

干细胞具备以下特点:①自我维持和更新的能力。②增殖分裂能力。③自我更新能力。④多向分化潜能,可分化为神经元细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞。⑤有一定迁移能力,能到达损伤或疾病部位并产生新细胞。干细胞可通过两种方式生长:一是对称性分裂,形成两个相同的神经干细胞或两个祖细胞;二是不对称性分裂,由于细胞质中调节分化蛋白不均匀性分配,使得一个子细胞成为祖细胞,并在外界因子刺激下不可逆地向多个细胞系终末期分化,另一个子细胞则保留神经干细胞亲代的特征,分化细胞的数目受分化前神经干细胞数目和分裂次数的控制。

目前,干细胞的来源主要有:①由胚胎干细胞诱导分化而来。②由胚胎或成年哺乳动物中枢神经系统分离而来。③源于肿瘤组织或转基因永生化的神经干细胞。神经干细胞已经从胚胎、胎儿和成人脑组织的不同部位(包括海马、脑室/室管膜区域以及皮质和杏仁核中)分离出来,这些细胞可能对于中枢神经系统的病变是一个替代治疗方案。有实验表明成人的脑组织包含着新的神经干细胞源,并且可以通过外科手术获得。从成人脑组织中分离的这些细胞可以使自体移植成为可能,这样可以避免伦理学上的冲突。目前成人神经干细胞的培养技术已成为常规。在对神经干细胞长达两年的培养过程中,它们分化为3种基本的神经细胞(神经元、星形细胞和少突胶质神经细胞),而且能够发育为成熟的神经细胞。有报导来源于人胚胎前脑的干细胞可以体外扩增到一百万倍以上,这样对于细胞移植可以提供一个几乎无止境的神经干细胞源。

干细胞分离和培养成功,尤其是采用编码致癌蛋白的外源性遗传信息使神经干细胞永生化,解决了移植物数量不足的问题,也避免了伦理学方面的问题。干细胞移植后可定向、定位分化为功能细胞,替代补充缺失细胞的结构和功能,释放神经递质、产生神经营养因子等,促进病损神经组织再生和抑制神经变性。成体脊髓组织损伤后内源性神经干细胞生成和分化不足,自身修复能力有限,主要原因为脊髓内存在抑制分裂、迁移等营养信号的因子存在,内源性和外源性神经干细胞移入可改变这种平衡,促进内源性神经干细胞的生成和分化。

干细胞移植疗效取决于与宿主神经系统在结构和功能上的整合性,现临床开展的干细胞移植已经应用于帕金森病、脱髓鞘病变和脑、脊髓损伤的治疗。Gao等研究发现在受损伤的发育期脑内,移植的干细胞向损伤部位移行并替代缺失的细胞,这表明干细胞具有潜在的迁移能力,为治疗脊髓损伤后引起的广泛神经元受损提供了理论依据,借助它们的迁移能力,可以避免多点移植带来的副损伤。Lepore等将从大鼠脊髓组织分离的脊髓干细胞植入脊髓损伤模型中,通过双重免疫染色证实移植的神经干细胞向神经元分化,并且电镜观察发现新生神经元与宿主神经元间有新建立的突触。

运动学检测表明,移植组大鼠前肢运动功能得到了明显的改善,但与正常动物仍有较大差距。该实验表明神经干细胞移植到中枢神经系统的非神经元生发区也可以分化为神经元,这可能是由于移植的时间较晚,此时损伤区的炎症反应已经很轻微,局部的抑制因子和毒性因子也减少,移植的干细胞可以更好地存活及分裂。

Mitsui等证明,小鼠脊髓损伤后移植BrdU标记的神经干细胞,术后通过免疫组化在受损的脊髓处检测到神经干细胞,同对照组相比,术后28 d排尿量显著增加,排尿压显著减少,残余尿量显著减少,排尿效率有明显改善。这表明脊髓损伤后移植神经干细胞可以明显改善膀胱功能。Yasushi Fujiwara等以重物打击造成大鼠胸髓损伤,损伤处显微注射移植神经干细胞,移植细胞存活并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞,同时轴突延长8 mm,大鼠后肢功能有所恢复。

就目前的资料看,干细胞是比较理想的移植材料。移植干细胞治疗脊髓损伤后的机制有:①干细胞分化后产生的神经元和胶质细胞可以分泌多种神经营养因子,改善脊髓局部微环境并启动再生相关基因的顺序表达,使损伤轴突开始再生,它们同时产生多种细胞外基质,填充脊髓损伤后遗留的空腔,为再生的轴突提供支持物。②补充外伤后缺失的神经元和胶质细胞。③使残存脱髓鞘的神经纤维和新生的神经纤维形成新的髓鞘,保持神经纤维功能的完整性。基因治疗是目前在脊髓损伤修复方面研究最多的,是指利用基因手段在脊髓损伤局部特异性,长期和安全的产生神经营养因子和促进轴突再生物质的一种方法。

体外基因转染是获得宿主活体细胞进行培养,然后在体外进行转染,再对基因转染的细胞进行筛选、分析,将细胞扩增,达到一定数量后被移植进入神经损伤区域以促进神经再生,这种方法所获得的细胞有不存在免疫排斥的优点。

随着对神经生物学和再生医学研究的不断深入,干细胞移植治疗SCI已表现出广阔的应用前景,MSCs诱导分化为神经干细胞是目前最具挑战性的研究课题。

虽然基础研究和动物实验已取得可喜的进展,但仍存在一些问题尚待解决: (1)脊髓损伤的程度、病程与干细胞治疗的效果尚无明确的相关标准。(2)MSCs分化的神经干细胞是否可以替代损伤的脊髓神经细胞尚存在争议,是结构的替代,还是功能的替代还未得到明确的答案。(3)干细胞对SCI后神经功能改善的机制尚不明确。随着对干细胞研究的不断深入,干细胞移植将成为治疗SCI的有效手段。

神经干细胞移植的移植途径

依据神经干细胞能够向病变神经系统部位趋行、聚集的生物学特性,目前动物实验及临床应用中所使用的干细胞移植途径主要包括局部注射移植、经脑脊液注射移植、经血液循环注射移植。下面就各种移植途径的应用方法和主要特点概述如下。 1、立体定向脑内注射移植是目前动物实验和临床研究采用最多的干细胞移植方法。该技术是应用CT/MRI扫描定位后,图像象输入计算机,利用计算机规划移植靶点、手术路径,局部麻醉后,颅骨钻孔,插入探针,微量泵泵入神经干细胞。立体定向脑内注射移植手术具有定位准确,操作时间短,手术创伤小,患者在局麻下可承受该手术,利于术者检查患者配合情况,及时观察治疗反应的优点。该方法适合于病灶比较局限的疾病如脑出血后遗症、脑外伤后遗症、局灶性脑梗塞等,也适合具有集中神经功能核团支配的神经功能退行性疾病如帕金森症、阿尔茨海默病等。该方法是可以把干细胞全部集中到病灶及其周边发挥治疗作用,神经功能改善迅速、直接。但缺点是将神经干细胞直接注射于脑损伤区,脑内神经干细胞移植的成功率较低,这是因为脑损伤部位是一处不良的局部微环境区域,植入的神经干细胞有可能被激活的小胶质细胞和巨噬细胞所清除。经脑内移植尚有容积占位效应,致使神经干细胞移植量有限,这也是导致移植成功率降低的因素之一。此外,经脑内移植还可导致局部神经干细胞移过度聚集,不利于神经干细胞移的分化。头部穿刺手术,虽然创伤较小,但仍存在穿刺出血的风险,许多患者不愿意接受。

2、脊髓局部注射移植是目前治疗脊髓损伤的动物实验和临床研究最多采用的干细胞移植方法。该技术主要是在脊髓损伤的节段进行手术,依次切开皮肤、肌肉、韧带,咬除受伤节段的部分椎板,剪开硬脊膜然后在受伤脊髓节段上下两端注射干细胞。该方法的优点是移植的细胞分布在损伤脊髓两端发挥作用,同时手术可以起到减压的作用,促进部分脊髓功能的恢复。但缺点是创伤大,存在出血的风险,此外手术本身对脊髓是一次新的损伤有可能加重神经功能的缺失。 1、腰椎穿刺蛛网膜下腔注射移植

该方法是目前另一种较多采用的移植方法。该方法是利用腰椎穿刺技术,于腰椎3-5椎间隙,置入穿刺针达到蛛网膜下腔,注入神经干细胞。其优点是移植的细胞可以顺着脑脊液的循环途径流遍整个大脑和脊髓,可在宿主蛛网膜下腔中保持贴附、增殖和分化的能力,无论哪里有病灶,细胞都可以到达,适合于病变较为广泛的神经功能疾病的治疗,例如脑炎后遗症、脑发育不良、多发性脑梗塞等疾病。且该方法创伤很小,每次操作只需要十多分钟,病人始终处于清醒状态。该方法的缺点是移植的干细胞被分散到整个大脑和脊髓,干细胞迁移、趋行到什么部位难以控制,治疗效果没有定向脑内注射明确,同时干细胞需要顺着脑脊液循环至大脑,路径较长,且需通过脑脊液-脑屏障,细胞损失较多。此外干细胞直接进入脑脊液中,为环境完全不同于体外培养的环境,干细胞存活的数量仍存在疑问。

2、脑室穿刺注射移植

有部分动物实验和临床研究采取脑室穿刺注射移植的方法。该方法是给予患者侧脑室穿刺后,经穿刺针注射神经干细胞。动物实验研究证明通过脑脊液途径移植神经的干细胞可以特异性的迁移至脑损伤区域,对临床神经干细胞移植治疗方案的确定具有积极的意义。该方法的优点是脑室穿刺时干细胞可以直接到达脑室系统,循环至整个神经系统,移植点位于高位,路径较短,干细胞损失较少。植入细胞可远离损伤环境,同时避免损伤区的不良微环境影响移植细胞的成活,从而提高植入细胞的存活率,避免经脑内移植时的容积占位效应,增加植入细胞的数量,脑室内环境也为植入的NSCs提供了良好的迁移发育和定向分化的场所,有利于脑室植入细胞在内源性NSCs的迁移途径引导下,广泛快速地到达脑内损伤区。但此方法缺点在于,因为要经过脑脊液循环到达病灶区,需要移植的细胞数量要增加,此外脑室穿刺创伤较腰椎穿刺大,有穿刺出血的风险。脑室穿刺细胞移植与腰椎穿刺细胞移植的治疗原理和效果应该是基本相同,如果此移植途径可行,在临床上可以直接通过腰椎穿刺蛛网膜下腔注射进行细胞移植。

3、枕大池穿刺移植

该方法是动物实验中较多采用的移植方法,主要是从后枕部穿刺到枕大池注入干细胞。优点基本与其他利用脑脊液途径移植的方法相同,动物实验中主要考虑腰椎穿刺和脑室穿刺的难度较大,该方法操作较为简单。但该方法不适合于临床应用也没有临床报道,主要因为后枕部穿刺的手术风险过大,可能造成脑干的损伤,危及生命。 1、静脉内注射移植:

静脉内注射移植的方法目前仅见于动物实验的文献报道,个别医院也在应用该方法,但尚未正式报道。该方法是使用静脉穿刺的方法,将神经干细胞滴入血液循环,干细胞通过血液循环到达神经系统,透过血脑屏障到达脑组织发挥作用。其优点是创伤小、容易被患者所接受,经静脉移植避免损伤正常脑组织,且可以通过反复多次移植来弥补到达病灶区神经干细胞移少之不足。如Jeong等经大鼠尾静脉植入神经干细胞移,证实进入脑内的神经干细胞移有10%成功分化为神经元,并与周围正常神经元建立了突触联系。但经静脉进行神经干细胞移移植的不利因素在于,从外周静脉进入脑内需经长时迁移,最后进入脑内的细胞数量十分有限,从而导致移植成功率不高。从理论上来讲,大量的移植细胞没有进入所希望治疗的病灶区域,而是在血液循环中消耗掉了,加大移植细胞的数量的话,理论上可能有足够数量的干细胞进入病灶区域发挥作用,但同时会使治疗成本升高。

2、动脉内注射移植

动脉内注射移植的原理基本与静脉内注射移植相同,主要是部分学者考虑通过直接将干细胞在供脑动脉内注射,可以减少干细胞在血液循环中的损失,提高干细胞的利用率。多采用颈内动脉穿刺的方法移植干细胞,这样可以使移植的干细胞集中流到脑组织内部,减少细胞耗损。该方法缺点是有可能使老年患者动脉壁上的血栓脱落形成新的脑血栓,以及可能形成夹层动脉瘤。

以上几种干细胞移植途径各有优缺点,均为干细胞的动物实验及临床研究提供了移植方法。笔者认为很难评价各种方法的优劣,而应该在各种方法的完善上进一步进行研究,掌握每种方法的适应证,必要时可以两种或两种以上方法联合应用,以达到最好的治疗效果。

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