干细胞疗法可恢复多发性硬化症小鼠机能

【字体: 时间:2014年05月19日 来源:生物通

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  多发性硬化(multiple sclerosis,MS)是中枢神经系统最常见的脱髓鞘病变,病变多累及脑室旁白质、视神经和脊髓。目前,因为MS而严重残疾的小鼠,在经过人类神经干细胞治疗后不到两个星期,就恢复了行走能力。这一研究结果发表在2014年5月15日Cell期刊旗下《Stem Cell Reports》杂志,为多发性硬化症的治疗提出了一条新途径。

  

生物通报道:多发性硬化(multiple sclerosis,MS)是中枢神经系统最常见的脱髓鞘病变,病变多累及脑室旁白质、视神经和脊髓。目前,因为MS而严重残疾的小鼠,在经过人类神经干细胞治疗后不到两个星期,就恢复了行走能力。这一研究结果发表在2014年5月15日Cell期刊旗下《Stem Cell Reports》杂志,为多发性硬化症的治疗提出了一条新途径。

与活跃健康小鼠形成鲜明的对比,这些MS小鼠必须用前爪进食,因为它们不能站立足够长的时间来独立进食和饮水。当科学家们将人类神经干细胞移植到MS小鼠中,他们开始时预测不会有什么疗效。他们认为,小鼠会排斥这些细胞,就像器官移植中的排斥一样。

然而,这项常规实验在第一次尝试时就产生了惊人的结果。本文共同资深作者、犹他大学病理学教授Tom Lane博士称:“我的博士后工作人员Lu Chen过来跟我说,小鼠可以行走了。我当时不相信她说的话。”他与本文共同第一作者Lu Chen在加利福尼亚大学共同开始了这项研究。

在非常短的时间段内(10到14天),这些小鼠恢复了运动技能。6个月后,它们没有表现出放缓的迹象。本文共同资深作者、Scripps研究所再生医学中心主任Jeanne Loring博士称:“这项结果,为我们打开了一个全新的研究领域。我们已经忘记了原来的计划。”

全世界有超过230万人患有多发性硬化症,这种疾病中,免疫系统会攻击髓磷脂(myelin,神经纤维周围的一个绝缘层)。所造成的损害会抑制神经冲动的传导,产生各种各样的症状,包括行走困难、视力障碍、疲劳和疼痛。

目前,美国FDA批准的药物,可通过抑制免疫系统的攻击,减缓这种疾病的早期形式。近年来,科学家把注意力转向寻找能够停止或逆转多发性硬化症的方法。本研究的这一发现,可以帮助那些多发性硬化症渐进式阶段的患者,因为他们还没有治疗方法。

研究结果表明,小鼠表现出至少部分症状的逆转。免疫攻击变得迟钝,受损的髓磷脂得以修复,从而解释了他们戏剧性的恢复。Loring描述了这一全新结果背后的原因,他们说:“我们使用神经干细胞这种方法,被证明是很重要的。”

在移植前,Loring的研究生和本文共同第一作者Ronald Coleman,跟随自己的直觉培养细胞,所以与平时相比,培养皿中的细胞并不那么拥挤。实验程序中的这一变化,产生了一种人类神经干细胞类型,并被证明是非常有效的。利用不同实验室相同条件下产生的细胞,重复该实验都获得了成功。

相反,Lane和Loring最初的预言(干细胞将被小鼠排斥)成真。早在治疗后一个星期,小鼠中没有移植的干细胞的迹象。在这种情况下,通常被认为是障碍的事情,原来是一个很大的优势。

人类神经干细胞可发送化学信号,指导小鼠自身细胞修复MS引起的损伤。Lane研究小组进行的实验表明,TGF-β蛋白包含一种类型的信号,但是可能还有其他的。这种认识对将来转换到临床试验,具有重要的意义。

Lane指出:“我们并不是必须把干细胞注入患者,从医学角度来看这具有挑战性,我们可能会开发一种药物,可以用来更容易地实现这种治疗方法。”

该研究将临床试验作为长期目标,下一步将在小鼠中评估干细胞疗法的耐久性和安全性。Lane补充说:“我们希望尽快和尽可能谨慎地前行。我很想发现一些结果,能够促进MS患者的恢复和缓解他们的负担。”

(生物通:王英)

延伸阅读:PNAS:脱髓鞘病的最新研究进展

生物通推荐原文摘要:
Human Neural Precursor Cells Promote Neurologic Recovery in a Viral Model of Multiple Sclerosis
Summary:Using a viral model of the demyelinating disease multiple sclerosis (MS), we show that intraspinal transplantation of human embryonic stem cell-derived neural precursor cells (hNPCs) results in sustained clinical recovery, although hNPCs were not detectable beyond day 8 posttransplantation. Improved motor skills were associated with a reduction in neuroinflammation, decreased demyelination, and enhanced remyelination. Evidence indicates that the reduced neuroinflammation is correlated with an increased number of CD4+CD25+FOXP3+ regulatory T cells (Tregs) within the spinal cords. Coculture of hNPCs with activated T cells resulted in reduced T cell proliferation and increased Treg numbers. The hNPCs acted, in part, through secretion of TGF-β1 and TGF-β2. These findings indicate that the transient presence of hNPCs transplanted in an animal model of MS has powerful immunomodulatory effects and mediates recovery. Further investigation of the restorative effects of hNPC transplantation may aid in the development of clinically relevant MS treatments.

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