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研究發現：間充質干細胞通過旁分泌作用可重建脊髓損傷后微環境

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研究發現：間充質干細胞通過旁分泌作用可重建脊髓損傷后微環境
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脊髓損傷（SCI）是最具致殘性和破壞性的神經系統疾病之一 ， 脊髓神經纖維橫斷和周圍組織損傷并伴有級聯式炎癥反應等繼發性損傷 ， 形成抑制性病理微環境 ， 嚴重抑制了細胞遷移和軸突再生 ， 進而致使脊髓神經再生非常困難 。
抑制性病理微環境 ， 是指脊髓損傷后會引發一系列生化級聯反應 ， 在損傷周圍產生神經營養因子及前體、細胞因子和趨化因子失衡現象 ， 抑制神經再生的微環境 。
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患者往往損傷平面以下感覺和運動功能部分或完全喪失 ， 表現出肌張力異常、排尿排便障礙、肢體癱瘓等一系列臨床癥狀 。 針對這種現象 ， 目前我國臨床上采取的治療方法有很多 ， 比如手術、藥物、血管升壓療法、低溫療法、生長因子療法、高壓氧療法等 。 即使如此 ， 臨床上尚未有有效的方法促進脊髓損傷功能恢復 。 因此 ， 探索脊髓損傷的新治療方法十分急迫與必要 。
在脊髓損傷研究領域的多種實驗性治療策略中 ， 干細胞療法被認為是可能作用于抑制性微環境的良好治療方法 。
01干細胞可以作為脊髓損傷治療的選擇
2018年發表于著名期刊《神經再生研究》的一篇研究文章表明：通過腹膜內或靜脈內途徑注射間充質干細胞（mesnchymalstemcells,MSCs） ， 能夠促進脊髓損傷后的組織再生和功能改善 ， 可以作為脊髓損傷治療的可行替代方案 。
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研究人員為成年雌性小鼠實施麻醉和椎板切除術 ， 然后壓縮它們的脊髓造成損傷 。 在損傷七天后 ， 此時小鼠們病變的特征是亞急性 ， 他們使用了兩種MSCs給藥途徑 ， 靜脈內和腹膜內 ， 隨后開始進行評估 。
通過共聚焦顯微鏡對樣品的分析顯示 ， 從移植后7天（圖1A ， B）到8周（圖1C ， D） ， 靜脈內和腹膜內注射的MSC都存在于宿主組織中 ， 這表明這些細胞能夠遷移到損傷部位并在新的環境中存活 。
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圖1 ， 注射后1周和8周追蹤脊髓病變中心的間充質干細胞
細胞移植后8周 ， 對營養因子進行免疫組織化學染色的分析顯示：MSC組在脊髓中具有更高水平的營養因子（腦源性神經營養因子 ， 神經生長因子 ， 神經營養因子-3和神經營養因子-4）（圖2A,B,C,D） 。 然而 ， 靜脈內和腹膜內兩種MSC給藥方式的組之間無顯著差異 ， 這表明注射途徑不影響營養因子的表達 。
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圖2 ， 脊髓損傷后8周受損脊髓中營養因子的表達
對用LFB染色的脊髓切片的分析顯示 ， 與對照組相比 ， MSC組的白質保存更好 。 用甲苯胺藍染色的半薄橫截面的脊髓形態分析顯示 ， 與對照組相比 ， MSC的組顯示出更好的組織細胞結構和更多的髓鞘纖維 。
此外為了評估MSC移植對運動功能的影響 ， 研究人員進行了GMT（全球移動性測試）分析 ， 與對照組相比 ， 接受MSC移植的動物能夠行走更長的距離 ， 也實現了更高的運動速度 ， 顯著改善運動性能 。
總的來說 ， 該研究為MSC全身給藥的益處提供了新的見解 。 研究證據表明通過全身途徑給藥的MSC能夠遷移到脊髓損傷部位并通過局部旁分泌效應起作用 ， 促進營養因子局部表達的增加 ， 增強纖維保留和/或再生 ， 同時顯著改善運動功能 。
02干細胞治療脊髓損傷的機制
干細胞是未分化的原始細胞 ， 是所有細胞譜系中最早的細胞類型 ， 可以分化為多種細胞并無限增殖 ， 所以又被稱為“萬能細胞” 。