近日,日本研究團隊在《干細胞轉(zhuǎn)換醫(yī)學》發(fā)布了一項基礎(chǔ)研究試驗結(jié)果,研究證明了損傷/缺血誘導的多能干細胞(iSCs)在中風后的人類大腦中發(fā)育。由于iSCs是在缺血性中風等病理條件下誘導的干細胞,因此使用人腦衍生的iSCs(h-iSCs)可能是治療中風患者的一種新療法。
在本研究中,我們首次證明,移植人類損傷/缺血誘導的多能干細胞(h-iSC)(已在缺血性中風后的人腦中發(fā)現(xiàn))可以改善小鼠模型的神經(jīng)功能中風。這項轉(zhuǎn)化研究的結(jié)果表明,h-iSC移植可能是未來增強中風患者中風后恢復的有效治療策略。
中風是全世界死亡和殘疾的主要原因。再灌注療法的最新進展,例如重組組織纖溶酶原激活劑和神經(jīng)血管內(nèi)療法,已經(jīng)為一些中風患者在中風發(fā)作后的急性期帶來了益處。然而,由于再灌注治療的時間窗口有限,大量中風患者無法從這些治療中受益。這些患者患有各種后遺癥,例如偏癱,并接受有限的治療,例如抗血小板治療和康復。因此,有必要為中風患者開發(fā)具有更廣泛治療窗的替代療法。
我們和其他人使用小鼠缺血性中風模型證明,具有神經(jīng)分化潛力的內(nèi)源干細胞在缺血區(qū)域內(nèi)被誘導。此外,我們發(fā)現(xiàn)它們表現(xiàn)出多能性,可以分化為神經(jīng)譜系和間充質(zhì)譜系。使用從需要部分肺葉切除術(shù)和去骨瓣減壓術(shù)治療大面積腦梗死的中風患者獲得的腦樣本,我們證明了假定的缺血/損傷誘導的多能干細胞 (iSC) 存在于中風后的人腦中,并且它們可以在體外分化為具有電生理功能的神經(jīng)元。
中風后人腦中iSC具有神經(jīng)元分化潛力的證據(jù)表明,iSC具有再生缺血性中風后受損大腦的潛力。此外,iSC是在缺血性中風等病理條件下特異性誘導的干細胞。因此,如果能夠?qū)χ酗L患者使用基于人源iSC (h-iSC) 的療法,那將是理想的選擇。
我們進行了一項臨床前研究,在大腦中動脈閉塞 (MCAO) 6周后,將h-iSC經(jīng)顱移植到中風后小鼠大腦中。與PBS處理的對照相比,h-iSC移植顯著改善了神經(jīng)功能。
為了確定其潛在機制,將綠色熒光蛋白 (GFP) 標記的h-iSC移植到中風后小鼠大腦中。免疫組織化學顯示GFP+h-iSC在缺血區(qū)域周圍存活,一些分化為成熟的神經(jīng)元細胞。為了確定h-iSC移植對內(nèi)源性神經(jīng)干/祖細胞 (NSPC) 的影響,將mCherry標記的h-iSC給予進行MCAO的 Nestin-GFP轉(zhuǎn)基因小鼠。結(jié)果,與對照相比,在受傷部位周圍觀察到了許多GFP+NSPC,表明mCherry+h-iSC激活了GFP+內(nèi)源性NSPC。為了支持這些發(fā)現(xiàn),共培養(yǎng)研究表明h-iSC的存在促進內(nèi)源性NSPC的增殖并增加神經(jīng)發(fā)生。
此外,共培養(yǎng)實驗表明h-iSC和NSPC衍生神經(jīng)元之間形成神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。
這些結(jié)果表明,h-iSC不僅通過移植細胞的神經(jīng)替代,而且通過激活的內(nèi)源性NSPC的神經(jīng)發(fā)生,對神經(jīng)再生發(fā)揮積極作用。因此,h-iSC有潛力成為中風患者細胞治療的新來源。
參考資料:Takayuki Nakagomi?and others, Transplantation of Human Brain-Derived Ischemia-Induced Multipotent Stem Cells Ameliorates Neurological Dysfunction in Mice After Stroke,?Stem Cells Translational Medicine, Volume 12, Issue 6, June 2023, Pages 400–414,?https://doi.org/10.1093/stcltm/szad031
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