脑卒中俗称中风,是肆虐中国的第一杀手,也是造成中国人寿命损失的第一大病因。每年有近万人因中风去世,相当于每16秒就有一个中国人死于中风。
缺血性脑卒中主要是由一根或多根脑动脉阻塞引起的。血液供应不足会降低脑细胞所需的葡萄糖和氧气,并破坏细胞内稳态,最终导致神经元死亡,从而导致神经功能的缺失。
目前的治疗方法包括动静脉溶栓、血管内支架成形术、血管内介入治疗及外科手术等,但这受到出血时间的极大限制,风险依然很高,这促使科研人员急需发现新的治疗缺血性脑卒中的方法,以便能探索出一种更有效、更安全的治疗方法。
由于神经细胞的更新能力有限且转换缓慢,内源性细胞替代不足以修复受损的神经元,因此干细胞疗法已成为治疗缺血性脑卒中最有前景的方法。
研究发现,干细胞是具有自我更新、高度增殖和多系分化的细胞群体,能够产生高度分化的功能子细胞,可以通过分泌各种神经营养因子和替换受损的神经元、通过抑制颅内外炎症反应和抗细胞凋亡发挥神经保护作用,还可释放细胞营养生长因子等增强內源性修复机制的物质而起到神经保护及修复的作用。
研究发现,干细胞治疗缺血性脑卒中可能与这四大机制有关
(1)细胞的替代作用:恢复神经功能最直接的方法就是运用干细胞中新分化的神经细胞替换受损的组织。经研究证实,移植后的干细胞进入脑组织结构中,能够在特定条件下进行分化,代替损伤的神经细胞,促进神经的传导作用以及连接结构的重新建立。
(2)促进血管生成:脑卒中的治疗不光需要神经组织的恢复,还需要开通血管,其中新生血管数量与患者的生存期呈正相关,因而提示血管再生是神经功能重构的重要机制。
ZHANG等发现90d内的血管体积从中风前的3%增加到中风后的5.7%,在梗死区周围也观察到了毛细血管生成。
(3)免疫和炎症的调节作用:在最近研究中发现小胶质样细胞已经从培养的人类胚胎干细胞和诱导性多能干细胞衍生而来,说明干细胞可以促进小胶质样细胞增殖分化。
此外干细胞也可分泌抗炎细胞因子和调控少突胶质细胞介质释放,通过免疫介导作用减弱神经性炎症。总体来说,干细胞极有可能是通过免疫调节,降低了颅内外炎症反应,调动有益的免疫细胞,来介导卒中后患者神经功能恢复。
(4)抗凋亡作用:这种作用可能是通过调控血管内皮生长因子、成纤维细胞生长因子、脑源性神经营养因子和神经生长因子等营养因子的表达来实现的。移植干细胞治疗缺血性卒中的作用机制可能有促进血管生成、免疫调控、对抗细胞凋亡等。
临床试验
SAVITZ等应用骨髓自体干细胞移植入稳定期缺血性脑卒中患者颅内血管,未出现任何的安全问题和紧急不良事件,验证了该自体MSCs对于临床患者是具有安全性的。
LEE等也运用静脉途径注射自体MSCs,随访五年后得出,这种干细胞移植策略对脑卒中患者是安全和有效的。
总结与展望
干细胞的四大可能机制可维持中风后脑血流量,促进微血管及神经网络修复,还能调节炎症反应,同时释放的高度分化的功能子细胞和生长因子,能降低内源性神经炎症,减少兴奋性的神经*性,调控脑内微环境来指导小胶质细胞抗炎,从而起到神经保护及修复作用。
未来干细胞的成功运用,不仅需要到临床实践中发现问题,而且还要不断的回归到基础研究中解决问题,这样才能成为移植干细胞治疗神经系统疾病提供新的理论依据,为缺血性脑卒中防治提供新选择!