近年來，干細胞研究已成為一個具有巨大潛力的開創(chuàng)性領域，有望推動神經(jīng)再生和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。

近日，國際著名期刊雜志《Cureus》網(wǎng)站刊發(fā)了一篇“A Comprehensive Review of the Role of Stem Cells in Neuroregeneration: Potential Therapies for Neurological Disorders”（干細胞在神經(jīng)再生中的作用的綜合回顧：神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在療法）的文獻綜述，該文獻綜述是由DMIHER達塔梅格醫(yī)學院發(fā)表的[1]。

干細胞作用機制之一（神經(jīng)再生）：成為治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在療法

該綜述表明干細胞研究已成為一個具有巨大潛力的開創(chuàng)性領域，有望推動神經(jīng)再生和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。

01神經(jīng)系統(tǒng)疾病的簡介與背景

神經(jīng)系統(tǒng)疾病包括影響大腦、脊髓和周圍神經(jīng)的各種疾病。這些疾病包括阿爾茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)、中風、脊髓損傷 (SCI) 和多發(fā)性硬化癥 (MS)，對全球帶來了重大挑戰(zhàn)，影響了數(shù)百萬人，并對他們的生活質(zhì)量、功能獨立性和死亡率產(chǎn)生了深遠影響。

目前，盡管醫(yī)學研究和臨床護理取得了進展，但有效的治療方法仍然有限，主要側(cè)重于癥狀管理，而不是治愈或再生方法。

神經(jīng)再生是修復、替換或再生受損神經(jīng)組織的過程，對于解決神經(jīng)系統(tǒng)疾病的根本原因至關重要。中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 的自我修復能力有限，因此神經(jīng)再生成為神經(jīng)科學和再生醫(yī)學的一個重要領域。成功的神經(jīng)再生可以恢復失去的功能，改善臨床結果，并提高神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的生活質(zhì)量。

干細胞研究已成為神經(jīng)再生領域一個有希望的前沿領域，為各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了潛在的解決方案。干細胞具有獨特的特性，包括自我更新和分化成各種細胞類型的能力，使它們成為再生療法的理想候選者。

目前正在進行臨床試驗，以評估干細胞療法對患有各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的安全性和有效性，早期結果顯示出良好的前景。

本綜述從兩個方面深入分析干細胞在神經(jīng)再生中的作用及其作為神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療藥物的潛力。

• 一、該綜述全面分析了干細胞在神經(jīng)再生中的作用，探討干細胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的類型有哪些：包括胚胎干細胞 (ESC)、誘導多能干細胞 (iPSC) 和成體干細胞，以及它們在神經(jīng)修復中的作用機制。
• 二、該綜述還討論了干細胞研究的未來方向，包括基因編輯、組織工程和個性化醫(yī)療方面的進展。為開發(fā)有效的神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療方法做出貢獻，并最終提高患者的生活質(zhì)量。

02哪些干細胞在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面具有潛力

干細胞根據(jù)其來源和潛力可分為多種類型，每種類型在神經(jīng)再生醫(yī)學中都具有獨特的特性和應用。本概述目前治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的干細胞有哪些？

• 胚胎干細胞
• 誘導多能干細胞
• 成體干細胞
• 神經(jīng)干細胞
• 間充質(zhì)干細胞
• 造血干細胞

干細胞類型如圖1所示。

03干細胞的神經(jīng)再生機制

干細胞可以分化成各種神經(jīng)細胞類型，使其成為神經(jīng)再生的有前途的工具。當移植到受損的神經(jīng)組織中時，干細胞可以替代丟失的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，有可能恢復丟失的功能并改善神經(jīng)系統(tǒng)結果。新分化的神經(jīng)元可以與現(xiàn)有的神經(jīng)回路建立突觸連接，促進功能整合和恢復。

除了直接的細胞替換外，干細胞還通過神經(jīng)保護機制促進神經(jīng)再生。它們分泌各種神經(jīng)營養(yǎng)因子，促進現(xiàn)有神經(jīng)元的存活、減少細胞凋亡并增強神經(jīng)元對損傷的適應力。

此外，干細胞可以通過產(chǎn)生抗氧化劑和調(diào)節(jié)保護神經(jīng)元免受損傷的細胞通路來減輕氧化應激，這是許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的共同特征。免疫系統(tǒng)在許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機制和進展中起著至關重要的作用。

干細胞還通過旁分泌作用和營養(yǎng)支持促進神經(jīng)再生。它們釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子（例如，腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子或BDNF；神經(jīng)生長因子或NGF；神經(jīng)膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子或GDNF）來支持神經(jīng)元的存活、生長和分化。這些因子增強了受損神經(jīng)組織的修復過程。

• 此外，從干細胞向周圍細胞的旁分泌信號傳導可以刺激內(nèi)源性修復機制，促進神經(jīng)組織的再生。

最后，干細胞可以增強軸突生長和突觸可塑性，這對于恢復神經(jīng)系統(tǒng)的連接和功能至關重要。它們通過增強神經(jīng)元的內(nèi)在生長能力來促進軸突再生，促進損傷后的軸突再生。

• 此外，干細胞衍生的神經(jīng)元可以促進突觸可塑性，即突觸隨時間增強或減弱的能力，這對于學習、記憶和神經(jīng)損傷后的功能恢復至關重要。

04干細胞療法針對特定的神經(jīng)系統(tǒng)疾病具體機制

干細胞療法對治療各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有著巨大的前景，包括神經(jīng)退行性疾病、脊髓損傷、中風、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化癥和亨廷頓氏病 (HD) 。

在神經(jīng)退行性疾病領域，阿爾茨海默氏病是干細胞療法的主要治療目標。來自骨髓間充質(zhì)基質(zhì)細胞 (BM-MSC-EVs) 和人類脂肪來源的基質(zhì)/干細胞 (hASC) 的細胞外囊泡已顯示出減少Aβ42沉積、增加神經(jīng)元存活率以及提高記憶力和學習能力的益處。

干細胞療法在帕金森氏病方面也取得了有希望的成果。iPSC可用于精確的PD建模，具有患者特異性（最大限度地降低免疫排斥風險），并且在長期觀察中未發(fā)現(xiàn)其在腦中形成腫瘤。動物模型顯示中腦多巴胺能神經(jīng)元增多，成熟的神經(jīng)元將致密的神經(jīng)突延伸到宿主的紋狀體，從而改善運動。

MSC療法已在肌萎縮側(cè)索硬化癥 (ALS) 治療中獲益，該療法在減緩 ALS進展方面顯示出希望，并顯示出早期療效跡象。誘導分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子的骨髓來源的MSC可增加腦脊液神經(jīng)營養(yǎng)因子，所有細胞移植都被證明是安全的。

干細胞療法在治療脊髓損傷方面也顯示出潛力。這些療法可以替換丟失的神經(jīng)元，促進軸突生長，并調(diào)節(jié)免疫反應，從而創(chuàng)造更有利于再生的環(huán)境。

MSC療法已在多發(fā)性硬化癥 (MS) 治療中看到有希望的結果，該療法在防止中樞神經(jīng)系統(tǒng)過度神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕形成方面比免疫調(diào)節(jié)藥物更有效。這種療法已引起免疫系統(tǒng)促炎和免疫調(diào)節(jié)成分的顯著重新調(diào)整。

亨廷頓氏病也受益于MSC療法，這種療法顯著影響了運動改善、刺激內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生、減少神經(jīng)元丟失和降低亨廷頓蛋白聚集。雖然這些療法顯示出希望，但仍需要進一步研究以優(yōu)化其療效并確保人類患者的長期安全。

正在進行的臨床試驗和干細胞技術的持續(xù)進步為再生醫(yī)學在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面的未來帶來了巨大希望。表1顯示了針對特定神經(jīng)系統(tǒng)疾病的干細胞療法摘要。

神經(jīng)系統(tǒng)疾病	使用的干細胞類型	機制	主要發(fā)現(xiàn)
阿爾茨海默病	骨髓間充質(zhì)基質(zhì)細胞、人類脂肪來源基質(zhì)/干細胞	減少Aβ42沉積，提高神經(jīng)元存活率	提高記憶力和學習能力
帕金森病	誘導性多能干細胞	分化為多巴胺能神經(jīng)元，增強中腦功能	多巴胺能神經(jīng)元增加，運動能力改善
肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）	間充質(zhì)干細胞	分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子，增加腦脊液神經(jīng)營養(yǎng)因子	減緩ALS進展，早期療效跡象
脊髓損傷	神經(jīng)干細胞、間充質(zhì)干細胞	替換丟失的神經(jīng)元，促進軸突生長，調(diào)節(jié)免疫反應	功能改善，具有顯著的運動功能恢復潛力
多發(fā)性硬化癥	間充質(zhì)干細胞	預防神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕形成，重新校準免疫成分	減少疾病活動，改善生活質(zhì)量
亨廷頓氏病	間充質(zhì)干細胞	刺激內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生，減少神經(jīng)元丟失	運動能力改善，亨廷頓蛋白聚集減少

05干細胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床試驗和轉(zhuǎn)換研究

干細胞療法的最新進展促使人們開展了大量臨床試驗來治療神經(jīng)退行性疾病。本概述重點介紹了已完成和正在進行的試驗、關鍵發(fā)現(xiàn)、將臨床前結果轉(zhuǎn)化為臨床環(huán)境的挑戰(zhàn)以及值得注意的案例研究。

干細胞療法已在一系列神經(jīng)退行性疾病中得到廣泛研究，包括阿爾茨海默病、帕金森病和多發(fā)性硬化癥。

2021年，一項綜合審查發(fā)現(xiàn)，有33項試驗利用NSC，8項試驗利用分化神經(jīng)細胞。此外，超過315項注冊臨床試驗針對腦部疾病，其中MSC和HSC發(fā)揮著重要作用。值得注意的是，約有102項試驗專門針對MSC，主要用于治療中風、脊髓損傷和多發(fā)性硬化癥等疾病[2]。

該項研究發(fā)表在“International Journal of Molecular Sciences ”（國際分子科學雜志）上。

2023年，期刊雜志“Cellular and Molecular Neurobiology”（細胞和分子神經(jīng)生物學）發(fā)表一篇利用干細胞作為特定神經(jīng)退行性疾病的潛在治療方法：綜述[3]。

該項綜述表明間充質(zhì)干細胞和神經(jīng)干細胞在治療神經(jīng)退行性疾病中具有良好的安全性，并有跡象表明其在減緩疾病進展或改善癥狀方面有效。例如，MSC療法已顯示出通過減少疾病標志物和促進神經(jīng)發(fā)生對ALS和HD的潛在益處。

干細胞通過直接替換受損細胞或通過旁分泌信號提供神經(jīng)保護支持來發(fā)揮治療作用，從而增強內(nèi)源性修復機制。

盡管結果令人鼓舞，但將臨床前研究成果轉(zhuǎn)化為臨床研究仍面臨重大挑戰(zhàn)。許多試驗缺乏標準化方法，阻礙了結果的比較分析。進行大規(guī)模隨機對照試驗的成本高昂，這帶來了可行性挑戰(zhàn)，尤其是對于罕見疾病而言。

此外，了解干細胞療法的監(jiān)管環(huán)境很復雜，可能會影響臨床應用的速度。

神經(jīng)退行性疾病的干細胞療法領域正在迅速發(fā)展，正在進行大量臨床試驗。雖然取得了顯著的成功，早期結果也令人鼓舞，但將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為廣泛的臨床實踐仍面臨巨大挑戰(zhàn)。持續(xù)的研究和精心設計的試驗對于確定這些創(chuàng)新療法的安全性和有效性至關重要。

06未來治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的方向和創(chuàng)新

生物技術的最新進展正在徹底改變各個領域，尤其是在醫(yī)學領域。基因編輯領域取得了最重大的突破之一，尤其是隨著CRISPR（成簇規(guī)律間隔短回文重復序列）技術的出現(xiàn)。這種革命性的工具可以實現(xiàn)精確的基因組修飾，使研究人員能夠針對特定基因進行治療。

另一個令人興奮的創(chuàng)新領域是3D生物打印和組織工程。該技術通過制造用于移植和藥物測試的復雜組織結構改變了該領域。3D生物打印可以定制模擬細胞外基質(zhì)的支架，支持細胞生長和分化。

• 與干細胞療法相結合，生物打印可以增強受損組織的再生，為脊髓損傷和心臟病等疾病提供潛在的解決方案。

此外，正在開發(fā)新的可生物降解材料以支持組織再生，同時逐漸被人體吸收，從而減少手術切除的需要。生物材料的這些進步增強了組織工程應用成功的潛力。個性化醫(yī)療正成為現(xiàn)代醫(yī)療保健中一種重要的方法，其重點是根據(jù)患者的個人情況量身定制治療方案。

未來的治療模式越來越多地涉及整合各種治療方法。例如，將干細胞療法與神經(jīng)康復技術和藥物干預相結合可以促進神經(jīng)系統(tǒng)疾病的康復。這種多學科方法旨在最大限度地發(fā)揮干細胞的再生潛力，同時提供支持性護理。

07結論

總之，干細胞研究對神經(jīng)再生和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療具有變革性的潛力。

干細胞具有自我更新和分化成各種神經(jīng)細胞類型的能力，因此具有獨特的優(yōu)勢，為解決傳統(tǒng)療法的局限性提供了機會。對神經(jīng)再生機制的理解不斷進步，加上臨床前和臨床研究的重大進展，凸顯了干細胞療法在恢復神經(jīng)功能和改善患者預后方面的前景。

隨著我們繼續(xù)探索和改進基于干細胞的方法，有望為神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供更有效、更持久的治療方法，最終提高數(shù)百萬受這些衰弱疾病影響的人的生活質(zhì)量。

主要參考資料：

[1]:Deokate N, Acharya S, Patil R, et al. (August 22, 2024) A Comprehensive Review of the Role of Stem Cells in Neuroregeneration: Potential Therapies for Neurological Disorders. Cureus 16(8): e67506. doi:10.7759/cureus.67506

[2]:Sivandzade F, Cucullo L. Regenerative Stem Cell Therapy for Neurodegenerative Diseases: An Overview. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(4):2153. https://doi.org/10.3390/ijms22042153

[3]:Cecerska-Hery?, E., P?ka?a, M., Serwin, N. et al. The Use of Stem Cells as a Potential Treatment Method for Selected Neurodegenerative Diseases: Review. Cell Mol Neurobiol 43, 2643–2673 (2023). https://doi.org/10.1007/s10571-023-01344-6

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