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只知道间充质干细胞的看过来:神经干细胞

只知道间充质干细胞的看过来:神经干细胞

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  • 作者:澳门新莆京游戏大厅
  • 来源:澳门新莆京游戏大厅
  • 发布时间:2024-05-31
  • 访问量:667

【概要描述】

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以下文章来源于干细胞者说(公众号)

神经细胞的传输

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成年之后大脑就不会再制造神经元了,这意味着一旦发生神经损伤性疾病,人体自愈的可能性就很低,治疗也会困难很多,所以要保护好我们大脑,保护神经系统!

 

神经干细胞(NSC)背景知识

1992年加拿大病理学家,首先在成年小鼠大脑的纹状体分离出能够在体外可以自我复制、具有多向分化潜能的细胞群。神经干细胞(Neural stem cell,NSC)的概念开始诞生。

狭义的神经干细胞是指成体神经干细胞,指的是分布于胚胎及成人中枢及周围神经系统的干细胞。简单的说,就是在成年哺乳动物的大脑中分离出来的具有分化潜能和自我更新能力的母细胞,它可以分化各类神经细胞,包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。

我们所讲的神经干细胞指的就是成体中存在于脑中的中枢神经干细胞,其实在外周也有一些“神经干细胞”称为“神经嵴干细胞”,可以分化成外周神经细胞、神经内分泌细胞和施旺细胞,还可横向分化成色素细胞和平滑肌细胞(这个也叫转分化)。

神经干细胞(NSC)的来

4种来源的神经干细胞的优缺点

来源

优点/特点

缺点/风险

临床研究

人流产胎儿胎脑海马组织

纯度活性最高,

生物学功能最强

来源限制,无法量产

伦理问题

IPS细胞诱导分化

自体来源,

无伦理限制

可量产

技术性太强,纯度待定,有一定致瘤性风险

间充质干细胞诱导分化

可量产

 

纯度和神经干生物学功能难评估,存在诱导分化技术风险

胚胎干细胞诱导分化

可量产

伦理问题,来源稀少,存在诱导分化技术风险

 

人神经干细胞(NSC)的3D培养

 

1.神经干细胞的分离和纯化

2.神经干细胞的3D培养方式概要

培养方式

条件/关注点

3D 支架细胞培养

 

支架材料大小与细胞生长及增殖相适应,细胞培养需要选择合适的支架材料,细胞对支架材料的表面特征宽度以及深度均有一定辨别率。

支架材料与活性添加剂或生长因子,添加特异性的因子,能够进一步优化支架的性能,甚至使NSCs进行定向诱导分化。

支架材料的生物稳定性、机械强度和可加工性,石墨烯由于组织相容性及具有一定的机械强度,常用于神经支架材料。

3D 无支架细胞培养

悬滴培养:通过重力使NSCs 自组装形成微球体。

旋转容器:模拟太空中的微重力环境,使NSCs 克服重力,易于聚集。

在培养瓶中直接细胞悬液培养

磁力驱动3D 细胞培养

人神经干细胞(NSC)的临床研究方向

1. 帕金森
神经干细胞临床研究应用最多的还是帕金森病。全世界已经有很多人接受了胎儿来源神经干细胞移植的治疗,有的患者在接受移植多年后症状仍可持续性改善。帕金森病是大脑黑质区分泌多巴胺的神经细胞退化造成的一种疾病。在临床上,多采用多巴胺增效剂这样的药物来改善症状,但是药物用久了会产生耐药性,并且还有运动协调上的并发症。帕金森病,只受到单一多巴胺神经细胞的影响,动物模型研究也比较成熟。因此,帕金森病一直是神经干细胞移植治疗的首选适应症。

胎儿神经干细胞移植可能成为帕金森病的治疗方法。尽管可以用流产胎脑的黑质区(subatantia nigra)脑组织进行移植,移植后的细胞可以存活,还能分泌多巴胺明显改善症状。不过,胎儿神经干细胞移植治疗帕金森病还有诸多问题。流产胎儿的获取有很大伦理问题,材料非常不易获得
2. 脑卒中

 

神经干细胞临床研究应用的第二种疾病是脑卒中(英文名:stroke,中文名:脑血栓,脑梗塞,中风)。脑卒中的成因是脑血管的阻塞,因受影响区域不同会引起多种细胞受损,并不适合以单一的细胞治疗。但若受损的部位在特定的位置(比如大脑纹状区等),就可以进行细胞移植的治疗了。科学家用不同细胞(如胚胎干细胞、胎儿神经干细胞、脐血干细胞、骨髓间充质干细胞进行移植,大都能改善神经功能、减少中风面积。

3.渐冻人症
神经干细胞临床研究应用的第三种疾病是肌萎缩侧索硬化(英文名:Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS;中文名:渐冻人症),是最主要的一种运动神经元疾病,俗称“渐冻人病”。

渐冻人症影响患者的四肢、躯干和延髓的上下运动神经元,导致患者吞咽困难、肌肉萎缩、肌无力和肌束颤动,就像慢慢地被冻住了一样。一般发病后的生存期不超过三年,是一种严重的神经系统疾病。随着技术发展,科学们已经可以通过多能干细胞分化制备运动神经元前体细胞,但移植位点是个难题。如何建立不同神经细胞间的联系也是一个挑战。间充质干细胞治疗也是一个方向。将间充质干细胞注射进入渐冻人症患者的胸椎中,追踪四年显示有部分案例的肺功能恶化趋势有所减缓。
2022年,《Nature Medicine》发表Cedars-Sinai医学中心的脊髓内移植分泌GDNF的人源神经前体细胞的1/2a 期实验研究,移植这些神经祖细胞能够在患者脊髓中存活超过3年时间(42个月),并分化为星形胶质细胞和表达GDNF蛋白。
这里讲的神经干细胞,指的都是中枢神经干细胞。实际,外周神经细胞比中枢神经细胞有着更强的再生能力,断指再植经过锻炼还可以恢复部分功能。
4.阿尔茨海默病(老年痴呆症)
阿尔茨海默病是一种常见的神经退行性疾病,以进行性认知障碍为特征,对患者的生命和健康构成严重威胁。阿尔茨海默病影响了全球5000多万人,预计2050年将超过1.52亿人。现有药物治疗效果有限,难以逆转突触和神经元的损失,且副作用明显。减少淀粉样蛋白β或tau蛋白的策略对阿尔茨海默病没有明显效果,不能恢复受损的神经组织。最近有研究表明,神经干细胞可自我更新、分化和迁移,增强突触可塑性和神经发生。因此,它们被认为是一种有吸引力的阿尔茨海默病再生治疗方法。

来自中国天津中医药大学第一附属医院赵岚团队在《中国神经再生研究(英文版)》(Neural Regeneration Research)上发表了题为“Neural stem cells promote neuroplasticity: a promising therapeutic strategy for the treatment of Alzheimer’s disease”的综述。该综述发现,神经可塑性可在整个生命期存在,且随着年龄的增长而其能力不断下降,且在衰老和阿尔茨海默病患者中受损明显。因此,促进神经可塑性可能是缓解阿尔茨海默病的一个有前途的策略。神经干细胞不仅能减轻淀粉样蛋白β和tau蛋白水平,也能促进突触可塑性和神经发生以修复哺乳动物大脑的微环境,这被认为是改善阿尔茨海默病有巨大潜力的新疗法。

 

一点点思考:

 

1. 如何找出最适宜移植的细胞亚群,保证移植细胞的状态和组成
2. 针对不同疾病的发生发展进程,掌握最佳移植时机;
3. 移植细胞数量,需要寻觅最佳细胞数量;
4. 不同给药方式对也会有不同的影响,需要寻找简便,创伤更小,效率更高的移植方法;

5. 如何标记追踪移植的细胞,如何检测移植细胞的存活率,如何鉴定移植后功能的重建,如何在移植后帮助神经系统功能的重建。



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