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Cell子刊 :移植干细胞来源的前体细胞治疗脊髓损伤新突破!

2016/09/27 来源:生物探索
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导读
脊髓损伤是一种严重的神经损伤疾病,往往导致慢性疼痛和膀胱功能障碍。近日,来自加州大学旧金山分校的研究团队将未成熟的人类神经元移植到脊髓损伤的小鼠中,这些细胞成功地与受损脊髓连接,最终改善膀胱功能并减轻疼痛。这一研究成果发表于Cell Stem Cell杂志上。


脊髓损伤是一种较为严重的神经损伤疾病,该病常会导致创伤部位组织的感觉和运动功能部分或完全丧失,对患者的日常生活造成严重的影响。其中,慢性疼痛和膀胱功能障碍是脊髓损伤的最严重的后遗症。近日,来自加州大学旧金山分校(UCSF)的研究团队将未成熟的人类神经元移植到脊髓损伤的小鼠中,发现这些细胞成功地与受损脊髓连接,最终改善膀胱功能并减轻疼痛。这一研究成果对脊髓损伤中细胞疗法的发展做出了卓越的贡献。

脊髓损伤导致GABA能抑制性神经元功能受损

神经源性的膀胱功能障碍和慢性疼痛共同的病理特征是GABA抑制性神经元功能衰退,从而导致神经系统过度兴奋。近年来,许多小鼠研究都表明,移植GABA中间神经元前提或许可以有效地治疗神经性疼痛,癫痫,甚至帕金森病。而这篇发表于9月22日的Cell Stem Cell杂志上的新研究成果,首次成功移植人类神经元治疗脊髓损伤症状。研究人员表示,本研究成果为细胞疗法修复受损的神经组织提供了重要依据,从而让科学家们有望使用这种方法来治疗脊髓损伤的患者。

根据国家脊髓损伤统计中心的数据,目前美国有超过25万的脊髓损伤患者,每年新增加17000例。除了瘫痪和感觉丧失,超过一半的脊髓损伤的患者会发展为慢性神经性疼痛,几乎所有患者都会出现膀胱功能障碍。除了疼痛,无法排出的尿液潴留在膀胱中将会进一步导致肾损伤。

移植MGE样细胞可改善脊髓损伤引起的慢性疼痛和膀胱功能障碍

脊髓损伤引发的炎症会伤害抑制性神经环路,使神经递质GABA失调,从而导致神经性疼痛和膀胱功能障碍。在大脑发育过程中,皮层中间神经元前体产生自腹端脑区,其中包括内侧神经节隆起(MGE)。这些前体细胞可以在大脑中长距离迁移,存活,并分化为为GABA能中间神经元,形成神经环路并增强GABA能神经系统。在此之前的研究中,UCSF的研究人员通过将来源于小鼠干细胞的MGE样细胞移植到损伤的脊髓中,成功地治愈了神经性疼痛。在UCSF另一项近期研究中,研究人员通过将小鼠MGE样细胞移植到海马(癫痫发作起始脑区)成功地控制小鼠的癫痫发作。

科学家们在此前的研究基础上,更进一步探究人类的GABA前体细胞是否也可以有效地整合到受损脊髓中,改善膀胱功能和慢性疼痛。

研究人员将实验室培养的人类胚胎干细胞分化为MGE样抑制神经元前体细胞,然后将未成熟的人类细胞移植到小鼠损伤两周后的胸段脊髓中。六个月后,这些细胞成功地迁移到损伤部位,发育为成熟的抑制性神经元,并与该部位的脊髓环路建立了突触连接。而未被治疗的对照组脊髓损伤小鼠发展为对触觉和疼痛刺激过度敏感,并出现不正常的抓挠行为,而移植了人类抑制性神经元的小鼠这些神经性疼痛的症状明显更少。同时,小鼠膀胱压力下降,潴留在膀胱内的尿量减少,膀胱功能也得到显著改善。


图片来源:参考文献

临床应用仍有很长的路要走

研究人员希望这项新发现将引领神经前体细胞用于治疗脊髓损伤患者。不过,他们也强调要进入临床实验仍然有很长的路要走。研究人员需要重复这些实验结果,并找出改善膀胱功能和慢性疼痛的最佳干预时期。同时,将神经元移植到骨髓中也涉及到许多安全问题需要更进一步研究。

备注:文本编译自University of California, San Francisco网站,原标题:“Human neuron transplants treat spinal cord injury in mice

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