神經干細胞移植技術在脊髓損傷中的臨床研究

脊髓損傷(SCI)是一種毀滅性的疾病 , 使患者殘疾 , 并構成全球健康負擔的相當大比例 。 根據一項全球合作的研究 , 2016年全球有93萬例新病例和2704萬例SCI流行病例 。 不幸的是 , 在中國 , 流行病學數據不足且區域分散 。 中國不同地區的SCI發病率范圍為百萬分之2370萬至百萬分之60(后者在北京) 。 SCI患者在精神上、身體上和經濟上都遭受痛苦 。 在加拿大 , 創傷性SCI患者的不完全截癱經濟成本為150萬美元 , 完全四肢癱瘓為300萬美元 。
神經干細胞移植技術在脊髓損傷中的臨床研究
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圖源:視覺中國
管理SCI很困難 , 主要是由于其復雜的病理生理學和破壞性結果 。 SCI的病理生理學可分為兩個階段 。
初級階段是指對脊髓的初始物理創傷 , 直接破壞血液脊髓屏障 。 這會導致出血、水腫和對局部結構(例如神經元、少突膠質細胞、血管和細胞膜)的損傷 。
隨后的第二階段 , 由炎癥引起 , 是指延遲的組織破壞 , 包括血管功能障礙、缺血、水腫、電解質轉移、興奮性毒性、炎癥、自由基損傷和細胞凋亡 。 雖然常駐神經干細胞(NSC)可能在SCI的再生過程中發揮關鍵作用 , 但損傷脊髓的內源性修復仍然有限且知之甚少 。 結果 , 脊髓的正常功能喪失并且難以恢復 。
目前對SCI的管理主要集中在減輕繼發性損傷和恢復急性和亞急性期的正常神經功能 。 主要治療方法包括藥物神經保護、早期手術抑制和穩定以及增加動脈壓 。 其他選擇 , 例如細胞移植療法(有或沒有支架)正在積極探索中 , 尚未應用于臨床實踐 。 目前 , SCI的有效臨床管理仍然有限 , 患者繼續在生理、精神和經濟上遭受痛苦 。
干細胞移植技術在脊髓損傷中臨床應用潛力
近年來 , 研究人員仍在努力尋找有效的SCI修復療法 。 基于干細胞的移植療法被認為是有前景的 , 其中主要選擇包括間充質干細胞(MSCs)、NSCs、胚胎干細胞(ESCs)和誘導多能干細胞(iPSCs) 。 與其他來源的干細胞相比 , NSCs的獨特之處在于其命運向神經譜系的分化受限 。 這使NSC具有治療多種神經系統疾病的潛力 , 包括神經發育和神經退行性疾病以及SCI 。 NSC是產生神經元和神經膠質譜系的多能細胞 , 使其成為SCI修復的合適候選者 。 盡管治療結果因許多因素而異 , 但有證據支持神經干細胞對脊髓損傷修復的積極功效 。
因此 , 我們認為神經干細胞具有相當大的脊髓損傷修復潛力 。 有許多研究側重于神經干細胞的各個方面 , 包括生成神經干細胞的方法、神經干細胞的可能修復機制、臨床前研究以及使用神經干細胞驗證療法的臨床試驗 。 盡管如此 , 需要進行綜合審查 , 以更廣泛地討論神經干細胞如何幫助脊髓損傷修復 。
我們將首先說明神經干細胞的內源性和外源性來源 。 然后 , 我們將解釋神經干細胞的治療潛力和促進脊髓損傷修復的機制 。 接下來 , 將總結和討論近年來利用神經干細胞移植潛力的主要臨床前策略和臨床應用 , 重點是策略設計和結果 。 最后 , 我們將提出主要障礙和未來展望 。
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神經干細胞的來源
NSC是可以自我更新并分化為神經元和神經膠質細胞的多能干細胞 。 這些特征是神經干細胞的基本特性 , 無論它們是內源性的還是外源性的 。 在這篇綜述中 , 考慮到SCI是這篇綜述的主題 , 內源性NSC是指位于受損脊髓中的那些 。 另一方面 , 外源性神經干細胞是指在受傷脊髓外制備的神經干細胞 。
脊髓內源性神經干細胞:脊髓中的內源性NSC可由SCI觸發 。 這些因此增殖 , 遷移到病變部位 , 并分化成更多數量的星形膠質細胞和更少數量的少突膠質細胞 , 從而形成膠質瘢痕 。 內源性NSC在SCI期間也發揮神經營養作用并維持組織完整性 。