三维聚集体培养诱导神经祖细胞显著改善小鼠脑卒中后神经功能恢复

《Stem Cell Research & Therapy》：Human induced neural progenitor cells generated from three-dimensional aggregate-based culture significantly improve post-stroke recovery in tMCAO mice

本研究针对脑缺血性卒中临床治疗手段有限的现状，开发了一种基于三维悬浮培养的高效iNPCs（诱导神经祖细胞）制备方法。研究人员通过单细胞测序解析细胞亚群特征，并在tMCAO（短暂性大脑中动脉闭塞）模型中发现移植iNPCs能通过调节神经炎症、促进小胶质细胞M2极化等机制改善慢性期卒中恢复。该研究为干细胞治疗卒中提供了新的技术路径和理论依据。

　　

脑卒中作为全球致残首位的神经系统疾病，其治疗时间窗却局限在发病后4.5小时内。更棘手的是，慢性期卒中患者常面临神经炎症持续、胶质瘢痕形成等"二次伤害"，犹如大脑陷入无法自我修复的恶性循环。传统药物对此束手无策，而干细胞疗法虽前景广阔，却受限于制备工艺复杂、细胞纯度不足等技术瓶颈。这就像手握万能钥匙却找不到锁眼——我们亟需一种既能规模化生产，又具备多重修复功能的"智能型"干细胞。

针对这一难题，深圳贝壳生物技术研究院的研究团队在《Stem Cell Research》发表突破性成果。他们创新性地采用三维悬浮培养体系，仅用12天就将人iPSC高效转化为具有神经-胶质双向分化潜能的iNPCs。这些细胞移植到卒中模型小鼠体内后，不仅存活迁移至损伤区域，更展现出"一石三鸟"的治疗效果：抑制慢性神经炎症、重塑小胶质细胞表型、保护星形胶质细胞形态。单细胞测序更揭示其包含神经上皮、胶质前体等四类功能互补的亚群，犹如派出一支各司其职的修复兵团。

研究采用三大关键技术：通过三维悬浮培养实现iNPCs的无传代扩增（细胞扩增达176倍）；建立tMCAO小鼠模型进行慢性期细胞移植评估；运用scRNA-seq解析细胞异质性。所有iPSC系均来自健康成人外周血单核细胞(PBMCs)重编程。

【生成与表征】三维培养的iNPCs形成独特的双层极性结构，免疫荧光显示ZO-1同时表达于聚集体表面和内部玫瑰花结中心。流式检测显示SOX1/PAX6双阳性率达93%，且能分化为vGLUT1⁺谷氨酸能神经元和GFAP⁺星形胶质细胞。

【免疫调节】与自体PBMCs共培养时，iNPCs剂量依赖性地抑制36.38%的免疫细胞增殖，并降低IFN-γ等促炎因子，提升IL1RA（白细胞介素1受体拮抗剂）表达。

【动物疗效】移植组小鼠脑萎缩面积较对照组减少55%（15.64% vs 34.55%），mNSS（改良神经功能缺损评分）在3天内显著改善。hNestin⁺细胞迁移至缺血半暗带，并与DARPP32⁺多巴胺能神经元形成突触联系。

【机制解析】iNPCs使缺血区M1/M2小胶质细胞比例逆转21倍（CD206⁺/iNOS⁺），Sholl分析显示星形胶质细胞初级突起数量增加2.3倍。scRNA-seq鉴定出87.26%的神经上皮亚群高表达HES5（神经发育关键基因）。

这项研究突破了传统神经干细胞培养的技术桎梏，其三维制备方案如同为细胞疗法装上了"工业化生产流水线"。更可贵的是，移植的iNPCs展现出"环境智能响应"特性：既能通过IL1RA-Arg1通路调节免疫微环境，又能通过保持星形胶质细胞形态完整性维护神经网络的稳定性。这种"标本兼治"的作用模式，为攻克卒中慢性期治疗这一世界难题提供了全新思路。未来若能结合生物材料递送等技术，或将加速其临床转化进程。