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根據一項新的研究,將幹細胞注入最近發生中風的小鼠大腦中,可減少高達 60% 的神經細胞(神經元)損傷。
但幹細胞並非像先前認為的那樣簡單地替代受損組織。相反,這些未成熟的細胞會觸發成年腦細胞轉換方向,阻止中風引起的導致神經損傷的免疫反應。
“這是一個正規化轉變,”德克薩斯大學休斯頓醫學院的神經學家 Sean Savitz 說,他沒有參與這項研究。“最初的想法是,你把細胞放進去,它會重建死亡的細胞。……這項研究的優點是,它不僅僅有一種機制;它們以多種不同的方式發揮作用。”
他說,在過去的 10 年裡,研究表明,幹細胞具有減輕炎症、轉化為新神經細胞以及刺激新血管(滋養細胞)和軸突(神經元用來向相鄰細胞傳送資訊的長手指狀突起)生成的能力。
該研究的共同作者、德克薩斯農工大學健康科學中心再生醫學研究所所長 Darwin Prockop 說,之前的研究表明,間充質基質細胞(骨髓幹細胞)可以逆轉由帕金森病等疾病引起的大腦神經退行性變。但科學家們不太確定是如何做到的。
Prockop 說:“這真的是第一次闡明瞭這些機制。”
這一發現今天發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA)上,不僅有望為新的療法鋪平道路,還有助於醫生評估這些療法的成功與否。
Prockop 和他的團隊透過阻塞六隻小鼠的頸動脈(為大腦供血)誘發了中風。當血液被切斷時,細胞會驚慌失措,觸發免疫系統,免疫系統會進入過度活躍狀態,攻擊並破壞健康組織。
在引起中風一天後,研究人員將人源間充質基質細胞注射到動物的大腦中。(Prockop 說,該小組使用人幹細胞是因為小鼠細胞很難在實驗室中分離和培養——儘管在使用動物細胞時也觀察到了類似的結果。)
他說:“令人著迷的是,這些細胞在相互交談——人類細胞和小鼠細胞。“人類細胞關閉了一些炎症和免疫反應。”
他說,具體來說,幹細胞促使大腦的免疫細胞(稱為小膠質細胞)平靜下來,並停止對健康神經組織的攻擊。與未接受幹細胞輸注的動物相比,這導致接受治療的動物大腦中的神經元損傷減少了 60%。此外,在進行一系列運動、認知和行為測試中,接受治療的小鼠的表現優於未接受治療的小鼠。
Prockop 說,他的團隊計劃在對人類進行試驗之前進行更多動物試驗。然而,他指出,一些生物技術公司目前正在進行臨床試驗,以測試使用幹細胞預防或逆轉神經細胞損傷的有效性和安全性。目前治療中風的標準方法是一種叫做組織型纖溶酶原啟用劑的酶,它可以溶解血管中的血栓,並且必須在中風發生後三小時內給藥。幹細胞方法可能有一天能為醫生爭取更多時間來預防神經元損傷。
Prockop 說,接受治療的小鼠大腦周圍的液體中一種名為 galectin 3 的化學物質的含量有所增加。“這為我們提供了一種衡量治療成功與否的方法,”Prockop 說。“我們還沒有在患者身上做過,但我們可以觀察一下。”