帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)是一种中老年人常见的中枢神经系统变性病,以行动迟缓、静止性震颤、肌强直、姿势反射异常为典型的运动症状,同时多伴有嗅觉减退、感觉异常、尿便障碍、认知功能减退等多种非运动症状。PD全人群患病率0.3%左右,男性患病率稍高于女性,约为1.5倍。随着年龄增长,其患病率明显上升,65岁以上人群患病率1%-2%,85岁以上4%左右。最新资料显示在我国65岁以上老人患病率约1.7%,随着我国人口老龄化不断加剧,PD患者数量会持续稳定上升,将给社会带来更大压力。
一、脐带间充质干细胞的优势
间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)由Friedenstein于20世纪60年代中期在骨髓组织中发现,它来源于发育早期的中胚层,是一类多功能干细胞,具备强大的自我更新能力,且保留很强的多向分化潜能,在适当的诱导条件下不仅可分化为中胚层来源细胞,还可分化内、外胚层来源细胞,如肌细胞、干细胞、胰岛细胞、神经元样细胞、内皮细胞、软骨细胞等。间充质干细胞存在于几乎所有组织中,在结缔组织的间隙含量较多,比如脂肪组织、脐带、骨髓。
脐带间充质干细胞(humanumbilicalcordmesenchymalstemcells,hUC-MSCs)取材于新鲜的脐带沃顿胶组织。凭借其诸多特有的优点成为目前干细胞领域的新的研究热点。相比其它来源的干细胞,hUC-MSCs具备特有的优势:①相较胚胎干细胞,不必损毁人胚胎,不受伦理道德约束,取材来源广泛;②相较于骨髓干细胞,它更“年轻”,其表达更少的p53、p21、p16等衰老标记物,不会出现因供体年龄过大影响其分化、增殖能力的问题,具备更强分化能力的同时还可以明显缩短培养周期;它更“洁净”,由于脐血屏障的存在,它感染病*的机会大大降低。③不表达免疫排斥相关标记,无免疫原性,不会造成移植排斥反应,不需要长期应用免疫抑制剂,不需要严格的配对,适用于不同个体间移植,便于工厂化生产。
二、hUC-MSCs向神经细胞分化的实验室研究
Wexler于年第一次报道hUC-MSCs在体外可诱导分化为神经元样细胞。这为hUC-MSCs移植治疗神经系统疾病提供了理论依据。接着又有学者成功用不同的方法在体外将hUC-MSCs诱导分化成有功能的神经细胞。
Weiss等年发现移植3个月后PD模型大鼠的旋转行为明显改善,并且在黑质和中脑均发现酪氨酸羟化酶阳性细胞。王革生等将hUC-MSCs移植如脊髓损伤的大鼠体内,1个月后发现移植细胞向受伤组织出迁移聚集。
赵璨等将hUC-MSCs在体外诱导成多巴胺能神经元细胞,注射到PD模型大鼠受损侧的纹状体和黑质内,结果显示试验组行为学症状明显减轻,其脑源性神经营养因子(BDNF)表达更丰富。
三、hUC-MSCs移植治疗PD的临床研究
hUC-MSCs临床试验已经开展。卢爱丽为9例PD患者经蛛网膜下腔注射hUC-MSCs,1个月后患者运动症状显著好转。
邱云等对8例PD患者经颈动脉移植,1个月后8例患者UPDRS评分显著降低,运动症状明显改善。
季兴等对38例PD患者进行鞘内注射hUC-MSCs,1个月后所有患者运动症状得到不同程度缓解,随访期间未出现过敏反应或移植物抗宿主病。
顾平等在25例缺血缺氧性脑病患者参加的随机对照试验中发现静脉注射hUC-MSCs对缺血缺氧性脑病患者安全有效,可以显著改善患者神经功能及情绪。
WTWang等通过包含12例患者的随机对照试验证明hUC-MSCs经静脉移植、BMSC经蛛网膜下腔移植对改善帕金森综合征患者运动症状均有效,在认知、情绪症状方面两者存在一定差异。可见虽然各位学者采用的移植途径、移植剂量、评价标准等不同,但是hUC-MSCs临床移植研究均取得有效结果。
四、移植途径
直接注射到质或纹状体或侧脑室内腰椎穿刺经蛛网膜下腔移植经各级血管移植等。质内多巴胺能神经元缺失是导致PD的病理基础。经血管移植是因为hUC-MSCs可以穿过血脑屏障,并且hUC-MSCs具有向受损部位炎性归巢的特性,即使不直接注射到脑内也可以自动归巢到病损区域,其最明显的优势是创伤小,易被患者接受。
五、作用机制
MSCs移植治疗PD的机制至今未明,比较流行的假说有以下几种:
(1)细胞替代学说:移植的MSCs分化为多巴胺能神经元,或是刺激原有的内源性神经干细胞替代缺失的多巴胺能神经元。
(2)神经营养学说:MSCs自身或分化为神经胶质细胞以后,可以分泌GDNF、BDNF、NT-3等神经营养因子挽救变性边缘的神经元细胞,修复损坏的神经通路。
(3)免疫调节学说:MSCs具有免疫调节功能,同时还可抑制肿瘤坏死因子、白介素等多种炎症因子的作用,有利于病灶部位修复。
PD本身的发病机制尚完全未明确,这也给探索MSCs的治疗机制带来很大困难。多数学者更倾向于认为MSCs移植治疗PD有效是各种机制综合作用的结果。