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干細胞移植治療神經退行性疾?。焊杉毎绾卫@過血腦屏障并進入大腦？

健康知識養生常識

血腦屏障(BBB)是由中樞神經系統(CNS)內皮細胞(EC)形成的選擇性屏障 ， 這些內皮細胞通過連續的緊密連接連接 ， 從而限制分子在BBB上的運動 。 生理屏障受一系列物理、運輸和代謝特性以及與不同血管、免疫和神經細胞的相互作用的調節 。 除了連接蛋白 ， BBB在分子水平上還包括粘附蛋白、轉運蛋白、基底層和細胞外基質 。 BBB周圍環繞著內皮細胞、周細胞、星形細胞足突、神經元、肥大細胞、小膠質細胞和循環免疫細胞 。
干細胞移植治療神經退行性疾?。焊杉毎绾卫@過血腦屏障并進入大腦？
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血腦屏障插圖
BBB的選擇性屏障能力使其能夠調節CNS穩態并保護CNS免受毒素、病原體、炎癥、損傷和疾病的侵害 。 然而 ， 血腦屏障的破壞或失調可能會導致通透性的變化 ， 從而使病原體進入大腦或引起神經炎癥 ， 從而導致幾種中樞神經系統相關疾病的進展 ， 包括神經退行性疾?。ㄈ缗两鹕『桶柎暮Ｄ。⒛X血管疾病 。 例如 ， 中風）和外傷性腦損傷 。
一般而言 ， 有兩種途徑允許分子在BBB上移動：首先 ， 通過脂溶性自由擴散 ， 其次 ， 通過催化轉運 。 通過廣泛的研究 ， 研究人員發現脂溶性和/或尺寸非常小的化合物 ， 例如酒精和某些低分子量麻醉劑或激素（即低于400-500道爾頓） ， 可以很容易地通過ECs通過跨細胞途徑組成BBB 。 相反 ， 特定的轉運蛋白或受體對于促進各種其他較大的營養物質、離子和大分子的運動是必需的 。
由于血腦屏障的限制特性 ， 藥物輸送到大腦存在障礙 。 估計98%的腦部疾病潛在療法無法穿透BBB 。 鑒于這些挑戰 ， 已努力制定調節和繞過BBB的策略 ， 以便挽救生命的藥物可以到達大腦中的特定目標 ， 而不會干擾其他正在進行的活動 。
了解BBB調節在治療神經系統疾病中的機制至關重要 ， 因為許多CNS療法無法繞過BBB 。 使用干細胞繞過血腦屏障進行中樞神經系統相關疾病的治療是很有希望的 。 雖然干細胞最常通過允許非全身歸巢的直接移植進行遞送 ， 但它們通常會在注射部位造成損傷 。 相比之下 ， 通過靜脈內、肌肉內或鼻內施用干細胞不會造成傷害 ， 但干細胞必須系統地歸巢并繞過BBB 。 這篇綜述文章進一步解釋了干細胞繞過血腦屏障的歸巢機制以及干細胞治療在神經退行性疾病中的應用 。
干細胞如何通過BBB和Home？
研究表明 ， MSCs能夠通過細胞旁或跨細胞途徑遷移穿過內皮細胞 ， 隨后優先返回大腦中的炎癥或損傷部位以發揮其治療作用 。 這已在使用MSC標記的熒光磁性納米粒子的小鼠全身成像研究中得到證實 。 雖然內源性MSCs如何遷移和響應損傷的機制仍然知之甚少 ， 但某些損傷如創傷性腦損傷、中風、腦腫瘤或衰老被認為會損害BBB保護的效率 。 這允許間充質干細胞通過形成短暫的內皮間隙通過細胞旁通路遷移穿過內皮細胞 。 據推測 ， 在其中一些CNS損傷中內皮細胞和星形膠質細胞的激活會導致緊密連接完整性降低和細胞旁間隙的形成 ， 從而允許細胞通過細胞旁途徑遷移 。 此外 ， MSCs還能夠消除和分裂內皮細胞之間的緊密連接 。
MSCs的歸巢可以系統地或非系統地發生 。 在非全身歸巢中 ， MSCs直接移植到靶組織 ， 隨后由趨化因子和其他因素引導至損傷部位 。 相反 ， 在全身歸巢中 ， MSCs是在遠離部位靶組織或損傷部位的地方給藥的 。 科學家提出 ， 間充質干細胞的系統歸巢是由于它們與內皮細胞在白細胞樣多級級聯中的相互作用 ， 最終使它們能夠遷移穿過血腦屏障 。
一般來說 ， 幾種不同的機制模型提出 ， 間充質干細胞穿過循環系統 ， 隨后通過整合到內皮中離開血液循環 ， 穿過內皮屏障 。 Ullah等人描述的MSC歸巢機制的多步級聯 。 由五個不同的步驟組成 ， 即(1)束縛和滾動 ， (2)細胞因子激活 ， (3)整合素細胞停滯 ， (4)遷移 ， 和(5)遷移 ， 如圖所示圖1 。