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干细胞在神经退行性疾病中的新进展:修复受损大脑的曙光!

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作为一类慢性进行性损害疾病,神经退行性疾病对大脑和神经系统的侵害是无影无踪但又实实在在的。由于神经元和(或)其髓鞘的丧失,神经退行性疾病的病程缓慢而有力,随时间推移而恶化且不可逆。
可以说,年轻时的熬夜、甜食与油炸食品、吸烟酗酒都成为老年时昏黄的泪水。看到这里,你是否会对午夜时玩手机、通宵打游戏的自己发出叹息?
常见的神经退行性疾病,个个都是如雷贯耳,按急慢性可分为:
急性:脑缺血(CI)、脑损伤(BI)、癫痫;
慢性:阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、亨廷顿病(HD)、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、不同类型脊髓小脑共济失调(SCA)、Pick病等等。
就拿其中名气最大的阿尔茨海默病(AD)来说,其为痴呆症最常见的形式,基本上占到病例总数的六七成。AD症状主要包括记忆障碍,失语,失用,失认以及视空间能力损害等,我们平日在影视作品上看到高龄病患不断机械重复动作、找不到回家的路,没有自理能力,甚至面对亲生子女也茫然失措,认不出人来,这些都属于典型症状。
情感淡漠、哭笑无常、言语能力丧失是重度AD的共性,但四肢出现强直或屈曲瘫痪、括约肌功能障碍则几乎是神经退行性疾病的共性。罹患神经退行性疾病之后,病患的日常生活一定是鸡飞狗跳。
关于神经退行性疾病的发病机制有诸多假说,不过以氧化应激、线粒体功能障碍、兴奋性毒素及免疫炎症这几类最为热门。研究人员普遍认为,体内自由基过度产生且得不到及时清除,导致体内氧化和抗氧化作用失衡会引发细胞及组织损伤,而AD患者脑内存在的mtDNA缺陷和氧化磷酸化异常则提示我们关注线粒体功能是否正常。而医生常说的清淡饮食,多吃蔬果也引导我们尽量压制体内炎症水平,避免对大脑产生毒害。
最关键的则是近年来大火的干细胞(stem cell)疗法。作为一类具有自我复制能力和多向分化潜能的特殊细胞,干细胞具有促进神经再生、替代凋零神经元、通过外泌体及细胞因子修复微环境的效果,这对于延缓各类神经退行性疾病有着莫大的助益。
研究人员认为,干细胞在神经退行性疾病治疗中发挥作用可能通过以下路径:
修复替换受损神经元:例如间充质干细胞(MSCs)可刺激神经发生,促进突出再生和神经元分化,并抑制淀粉样蛋白形成,改善认知功能。
外泌体:体积微小且可装载脂质、蛋白、核酸等信号物质,是细胞间交流沟通的“信使”,可刺激星形胶质细胞释放外泌体,进而进皮质神经元突起生长,重塑脑缺血后损伤的神经突触。
抗炎作用:干细胞可分泌多重生物活性分子以抑制炎症水平,改善病灶局部微环境,有利于干细胞和宿主之间突出链接和神经电生理变化。
除了针对AD之外,干细胞在治疗帕金森病、创伤性脑损伤以及亨廷顿病上也有较明显的疗效。以帕金森为例,常规治疗包括手术和药物治疗,但药物治疗以左旋多巴类制剂为主,其具有恶心、呕吐、食欲不振等副作用,且有几率出现失眠、激动不安、偏执狂等精神障碍。左旋多巴类制剂仅能延缓病程进展,而干细胞疗法有望成为此类常规药物治疗的替代方案。关于干细胞治疗神经退行性疾病的大鼠动物实验积累了宝贵数据,实验结果指出动物模型的记忆功能有效改善,纹状体萎缩显著下降,侧脑室体积有一定恢复。
干细胞技术已经在不同医疗领域中有所建树,发展势头良好,但在神经退行性临床治疗中也面临着障碍与挑战。例如,移植干细胞的胶质细胞和神经元的存活率还不理想,诱导干细胞的移植则还存在致瘤风险,如何处理杂质细胞也困扰着研究人员。干细胞技术在神经退行性疾病治疗的有效性和安全性还需要更多临床验证。
参考文献
[1]张微微,王松豪,韩雨,等. 细胞外囊泡在神经退行性疾病中的作用 [J]. 生命科学, 2024, 36 (08): 1057-1066. DOI:10.13376/j.cbls/20240107.
[2]杨小曼,徐岩,曹学兵. 神经退行性疾病中轴突运输障碍的机制 [J]. 华中科技大学学报(医学版), 2024, 53 (04): 558-562.
[3]张佳燚,孙璐瑶,曹津萌,等. 阿尔茨海默病的发病机制及治疗新进展 [J]. 河北师范大学学报(自然科学版), 2024, 48 (04): 401-413. DOI:10.13763/j.cnki.jhebnu.nse.202404011.
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