神經(jīng)干細胞在治療神經(jīng)疾病方面的進展

神經(jīng)干細胞 (NSC) 是中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 中具有自我更新能力的多能細胞。由于其具有神經(jīng)保護和免疫調(diào)節(jié)特性，NSC可以促進神經(jīng)修復(fù)和再生。

神經(jīng)干細胞對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的優(yōu)勢

神經(jīng)干細胞具有極強的增殖和產(chǎn)生子代細胞的能力。后者又分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，這些細胞對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常運作和修復(fù)至關(guān)重要。?

神經(jīng)元或神經(jīng)細胞負責(zé)使用電信號和化學(xué)信號將外部世界的信息通過感覺器官（如眼睛和耳朵）傳送到大腦。

星形膠質(zhì)細胞負責(zé)代謝、穩(wěn)態(tài)和神經(jīng)保護任務(wù)過程，例如調(diào)節(jié)血流和控制睡眠。

星形膠質(zhì)細胞充當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細胞和其他細胞之間的橋梁。

少突膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細胞，含有大量脂肪，可以覆蓋神經(jīng)周圍，在神經(jīng)元通訊中發(fā)揮重要作用。

我們何時使用神經(jīng)干細胞

我們將神經(jīng)干細胞移植療法應(yīng)用于多種病癥：

• 多發(fā)性硬化癥 (MS)：NSC可以幫助修復(fù)受損的髓鞘并支持神經(jīng)元功能。
• 創(chuàng)傷性腦損傷：NSCs可以促進受傷后受損神經(jīng)組織的再生。
• 中風(fēng)：NSC有助于修復(fù)和恢復(fù)受中風(fēng)影響的腦組織。

NSC 療法還可用于以下疾病：

• 帕金森病：研究表明，NSC可能取代丟失的多巴胺能神經(jīng)元。
• ALS（肌萎縮側(cè)索硬化癥）：NSC可能減緩神經(jīng)退行性疾病的進展。
• 阿爾茨海默病：NSC可能取代受損的神經(jīng)元并增強認知功能。

在神經(jīng)組織再生中使用神經(jīng)干細胞而非間充質(zhì)干細胞的優(yōu)勢

1. 更好的修復(fù)能力：與MSC相比，NSC在修復(fù)受損神經(jīng)組織方面更有效。
2. 優(yōu)越的再生能力：由于NSC的特殊性，其再生效果比MSC更好。
3. 修復(fù)能力范圍更廣：NSC可以分化為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，而MSC的分化能力可能有限。因此，NSC可以替換或修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)中更多類型的細胞。
4. 高分化率：在實驗室環(huán)境下，高達90%的NSC可分化為神經(jīng)元，而通常只有10%的MSC可在體內(nèi)實現(xiàn)這一目標(biāo)。

神經(jīng)干細胞的收集和制備

神經(jīng)干細胞（NSCs）的收集和制備是一項較為復(fù)雜的技術(shù)，以下是其主要的步驟及相關(guān)原理和方法：

收集

從胚胎腦組織獲取

• 原理：胚胎發(fā)育過程中，神經(jīng)干細胞大量存在于神經(jīng)生發(fā)區(qū)域，具有很強的自我更新和分化潛能。
• 方法：一般選取合適孕期的實驗動物胚胎，常用的如小鼠、大鼠等。在無菌條件下，取出胚胎腦組織，分離出富含神經(jīng)干細胞的區(qū)域，如腦室下區(qū)、海馬齒狀回等。

從成體腦組織獲取

• 原理：成體腦組織中仍存在少量具有干細胞特性的神經(jīng)干細胞，主要存在于特定的神經(jīng)生發(fā)區(qū)域，如側(cè)腦室的腦室下區(qū)和海馬的齒狀回顆粒下層等。
• 方法：通過手術(shù)方法，在麻醉狀態(tài)下，打開實驗動物或人類患者的顱骨，暴露腦組織，然后精確地取材。也可采用神經(jīng)內(nèi)鏡技術(shù)，在可視化條件下進行微創(chuàng)取材，減少對腦組織的損傷。

從誘導(dǎo)多能干細胞（iPSCs）分化獲取

• 原理：通過導(dǎo)入特定的轉(zhuǎn)錄因子等方法，可將體細胞重編程為具有多能性的iPSCs，iPSCs在特定的誘導(dǎo)條件下可分化為神經(jīng)干細胞。
• 方法：首先從患者或?qū)嶒瀯游锏钠つw、血液等組織中獲取體細胞，然后利用病毒載體或非病毒載體等方法，將Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc等轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)入體細胞，使其重編程為iPSCs。接著，將iPSCs接種于特定的神經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，添加如維甲酸、SHH等誘導(dǎo)因子，誘導(dǎo)其向神經(jīng)干細胞分化。

制備

組織塊培養(yǎng)法

• 原理：將獲取的腦組織塊置于合適的培養(yǎng)基中，組織塊中的神經(jīng)干細胞會逐漸從組織塊邊緣遷移出來，貼壁生長并增殖。
• 方法：將收集到的腦組織剪成小塊，用胰蛋白酶或膠原酶等消化酶進行適度消化，以分散細胞。然后將消化后的細胞懸液接種于含血清或無血清的神經(jīng)干細胞培養(yǎng)基中，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，定期更換培養(yǎng)基，去除未貼壁的細胞和雜質(zhì)，使神經(jīng)干細胞逐漸富集。

單細胞克隆法

• 原理：利用神經(jīng)干細胞具有自我更新和克隆形成的能力，將單個神經(jīng)干細胞接種于培養(yǎng)體系中，使其增殖形成克隆。
• 方法：將收集到的細胞懸液進行有限稀釋，使細胞密度達到每微升含1-10個細胞的水平。然后將細胞懸液接種于96孔板或24孔板中，每孔加入適量的細胞懸液，使每個孔中平均含有1個細胞。在培養(yǎng)過程中，通過顯微鏡觀察，挑選出單個細胞形成的克隆，將其轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)容器中繼續(xù)培養(yǎng)，獲得純度較高的神經(jīng)干細胞。

流式細胞分選法

• 原理：根據(jù)神經(jīng)干細胞表面特異性標(biāo)志物的表達情況，利用流式細胞儀對細胞進行分選，從而獲得高純度的神經(jīng)干細胞。
• 方法：首先將收集到的細胞懸液與熒光標(biāo)記的神經(jīng)干細胞特異性抗體孵育，如巢蛋白（Nestin）、SOX2等抗體。這些抗體能夠與神經(jīng)干細胞表面的相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，使神經(jīng)干細胞帶上熒光標(biāo)記。然后將細胞懸液加入流式細胞儀中，在激光的激發(fā)下，根據(jù)細胞的熒光信號和散射光信號，將表達神經(jīng)干細胞特異性標(biāo)志物的細胞分選出來，收集到特定的容器中進行培養(yǎng)。

這些細胞在實驗室環(huán)境中生長，直到達到治療所需的數(shù)量。

培育和調(diào)制過程大約持續(xù)1.5-2個月，直到它們適合治療使用。為確保供應(yīng)充足，我們建議保持兩個月的儲備。 

如果需要的話，可以冷凍這些細胞進行長期保存。

我們?nèi)绾我浦采窠?jīng)干細胞？

神經(jīng)干細胞治療可以通過兩種方式進行：

• 鞘內(nèi)注射（進入椎管）。這是首選方案。鞘內(nèi)注射是一種安全、有效、經(jīng)過充分研究的方法，侵襲性和并發(fā)癥風(fēng)險較低。此外，細胞可以輕松穿過腦脊液，并可能到達中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多個區(qū)域，使其成為治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的理想方法。
• 直接在病變部位（受損區(qū)域）進行治療。吉林中科干細胞目前不采用這種方法。以這種方式注射細胞具有更多的技術(shù)挑戰(zhàn)和風(fēng)險，例如引發(fā)感染、損傷周圍組織以及延長術(shù)后護理和住院時間。

劑量

對于鞘內(nèi)給藥，每次手術(shù)的典型劑量范圍為5000萬至7000萬個細胞，平均6000萬個細胞稀釋在3毫升溶液中。

項目時長

NSCs治療計劃持續(xù)4-5天，如有必要可在一年后重復(fù)。 

該計劃包括以下步驟：

• 第1天：我們的醫(yī)療專業(yè)人員評估患者的狀況和治療適合性。
• 第2天：鞘內(nèi)注射NSCs細胞。醫(yī)生使用鞘內(nèi)注射工具和鉛筆尖脊椎針以及局部麻醉劑來麻醉皮膚，從而進行該手術(shù)。
• 第3天和第4天：監(jiān)測任何不良反應(yīng)或改善跡象。

與其他細胞結(jié)合

NSCs療法還可以與其他類型的細胞相結(jié)合，例如來自胎盤、臍帶和外泌體的細胞。這樣，我們可以提高治療效果并支持再生過程。?

禁忌癥

總體而言，NSC治療耐受性良好，適用于許多患者。不過，該治療也存在一些禁忌癥：

• 18歲以下患者：由于對兒童的研究和安全數(shù)據(jù)不足。
• 服用抗凝劑的患者：抗凝劑會影響人體凝血能力，在治療期間或治療后會產(chǎn)生風(fēng)險。但是，如果可以停用該藥物，則該手術(shù)可能是一種選擇。
• 患有某些血液凝固障礙的患者：在這種情況下，應(yīng)謹(jǐn)慎進行該手術(shù)，因為并發(fā)癥的風(fēng)險會增加。

治療結(jié)果

• 6個月后：神經(jīng)干細胞療法的積極效果有望增強
• 一年后：治療效果可能會降低

需要注意的是，治療效果會因病情嚴(yán)重程度、病程長短和個人特征而異。對于創(chuàng)傷，一次治療可能就足夠了。 

然而，神經(jīng)退行性疾病，如多發(fā)性硬化癥或帕金森氏癥，可能需要重復(fù)治療來支持或改善患者的病情。

副作用

雖然細胞療法不會引發(fā)長期副作用，但可能會引發(fā)一些輕微的短期影響，包括：

• 發(fā)燒
• 頭痛 
• 寒冷
• 皮疹
• 注射部位局部腫脹或發(fā)紅

這些影響可以通過止痛藥或術(shù)后休息來解決，并在24小時內(nèi)消失。良性腫瘤作為副作用發(fā)展的可能性低于1%。最后，細胞不會遷移到其他身體系統(tǒng)，最大限度地減少了對患者健康的潛在影響。

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