iPS幹細胞療法成功促進中風和癡呆症的恢復

撰文 | 王聰

編輯 | nagashi

排版 | 水成文

近年來，幹細胞治療方興未艾，以幹細胞爲核心的醫學研究也備受公衆關注，從抗衰老、頭髮再生，再到骨骼再生、免疫力提升，以及最近的新冠肺炎治療等等，幹細胞以其促進組織再生或自我修復的強大功能爲人類醫療帶來了無限可能。

幹細胞治療也爲心臟病患者帶來了新的曙光，然而，2018年，哈佛醫學院教授Piero Anversa博士多達31篇關於心臟幹細胞的研究論文因被涉嫌僞造和篡改實驗數據而被盡數撤稿，心臟幹細胞再次被證僞。幹細胞治療領域也因此一度陷入寒冬。

值得慶幸的是，雖然心臟幹細胞並不存在，但通過人工誘導多能幹細胞（iPSC）卻能填補這一空缺。

2021年4月21日，美國加州大學洛杉磯分校和芝加哥大學的研究團隊在Science子刊Science Translational Medicine期刊發表了題爲：Patient-derived glial enriched progenitors repair functional deficits due to white matter stroke and vascular dementia in rodents 的研究論文。

研究團隊使用人工誘導多能幹細胞（iPSC）誘導分化而來的神經膠質細胞注射到具有人中風和癡呆症狀的小鼠模型的大腦，成功修復了其大腦損傷並改善記憶功能。

這項研究表明，這種基於iPS的幹細胞療法，能夠激活大腦的自我修復，阻止大腦白質中風的進行性發展，防止癡呆症的出現。

癡呆症可由多種情況引起，其特徵是包括記憶力、注意力、溝通和身體協調等出現一系列問題。

癡呆症的兩個最常見原因是阿爾茨海默症和大腦白質中風，而這是一種惡性循環，癡呆症的這兩種主要原因幾乎總是一起出現，而且相互促進。目前全世界有數千萬人受癡呆症的困擾，而且隨着人口老齡化，這一數字還將激增。

當前，尚無任何療法能夠阻止大腦白質中風的發展或增強大腦在白質中風發生後自我修復的能力。

該團隊使用了加州大學洛杉磯分校Bill Lowry教授發明的一種方法，該方法通過用一種名爲甲磺酸去鐵胺（Deferoxamine）的藥物處理人工誘導多能幹細胞（iPSC）來快速產生大量神經膠質細胞。這些膠質細胞是圍繞並支持中樞神經系統中神經元的細胞。

這些人工誘導多能幹細胞（iPSC）來自皮膚或血細胞，這些細胞或血細胞已被重新編程爲胚胎幹細胞樣狀態，科學家可以從中創造出理論上無限量的任何細胞類型。

研究團隊使用了具有和人類癡呆症早期或中期腦損傷類的小鼠模型，將膠質細胞注射到這些小鼠模型的大腦。

注射後，這些細胞會傳播到大腦的受損區域，並分泌出生長因子，刺激大腦幹細胞發起修復反應。激活該修復過程不僅抑制了大腦損傷的進程，而且還增強了新的神經連接形成，並增加了髓磷脂的產生，髓磷脂是一種覆蓋並保護神經元連接的脂質。

大腦白質中風損壞了腦組織（左），通過神經膠質細胞療法對其進行了修復（右）。髓磷脂（紅色）是一種保護神經元之間連接的脂質，由於大腦白質中風而丟失。如右圖所示，神經膠質細胞（綠色）療法可恢復失去的髓磷脂並改善大腦神經元的連接。

研究團隊還發現，即使移植後幾個月這些膠質細胞消除了，小鼠大腦的恢復也不會受到影響。這是因爲該療法主要是通過喚醒大腦來激活大腦的自身修復。因此，不需要這些被移植的細胞長期存在。

這種治療方法不同於使用患者自身的細胞的療法，儘管自體幹細胞療法也很有吸引力，因爲患者無需服藥來避免自身免疫系統的排斥，但自體幹細胞療法的缺點也很明顯，那就是價格太昂貴，而且週期太長，往往需要等待數月時間。

將來，如果通過人體臨牀試驗證明該療法是安全有效的，那麼研究人員就可以將其做成現貨產品，批量生產並運送到醫院冷凍。對於那些大腦白質中風的患者，不必再等待數月時間，而是可以在最佳時間接受治療。

研究團隊表示，大腦是細胞療法的一個特別好的靶標，因爲大腦具有所謂的“免疫特權”，外來的工體細胞可以在大腦中存活更長時間，而不會輕易被免疫系統清除。

瞭解神經膠質細胞在修復大腦白質損傷中的作用是至關重要的，這些初步結果表明，基於神經膠質細胞的幹細胞療法可能有助於修復大腦白質中風，避免他們進一步發展成癡呆症。

據悉，該研究團隊目前正在進行後續實驗，以申請美國食品藥品監督管理局（FDA）批准該療法進行人體臨牀試驗。

論文鏈接：

https://stm.sciencemag.org/content/13/590/eaaz6747