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神经退行性疾病的干细胞研究疗法——以何种方式使其起作用

尼莎Dhama1——帕尔2苏尼尔·库马尔·辛格2以及斯瓦蒂·斯拉巴尼·纳亚克3.

1印度密拉特工程技术学院生物技术系

2印度泰米尔纳德邦韦洛尔VIT大学生物科学与技术系

3.印度奥里萨邦Fakir Mohan大学生物技术系

通讯作者:
尼莎Dhama
生物技术系
密拉特工程技术学院
密鲁特,ups,印度
电话:+ 91 8897465898
电子邮件: (电子邮件保护)

收到:30/01/2015;接受:15/02/2015;发表:23/02/2015

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摘要

最近的进展表明,适合移植的神经元可以从社会中未发育的细胞中产生,而成熟的大脑由于受到损伤,可以从自身未分化的生物体中产生新的神经元。这些发现提高了人们对改进基础微生物治疗人类神经退行性疾病的信任。在临床试验开始之前,我们必须更多地了解如何控制未分化细胞的扩张和分离成特定的表型,推动它们与现有的神经和突触回路的协调,并在几乎与人类感染相似的生物模型中简化实际的恢复。

关键字

神经性疼痛,慢性非恶性疼痛,感觉异常,刺痛,刺痛

简介

干细胞是具有延迟自我补充限制的幼年细胞,并根据其开始阶段的情况,有能力分裂成各种细胞类型或身体的所有细胞。未分化细胞或其附属细胞的移植,以及在成年大脑内组装内源性基础微生物,已被提出作为未来神经退行性疾病的治疗方法[1].然而,考虑到人类思维结构和能力的多面性,通过替换因疾病而失去的细胞来促进功利的康复似乎不太可能[2].在任何情况下,对生物模型的研究都表明,神经元替代和受损神经元硬件的不完全复制是可以想象的。同样,临床试验也证明,在不健康的人类大脑中,细胞替代可以促进症状的帮助。3.].

在这里,我们审计了不成熟的微生物治疗的逻辑前提,并检查其在帕金森病感染,中风的前景。在每一种神经退行性疾病中,都有一系列细胞种类受到影响;因此,需要不同种类的神经元来替代[4].我们认为,新神经元的长期存活是通过基础微生物治疗获得最大症状帮助的根本目标。未发育的细胞移植也可能通过不同的成分促使临床发生重要变化[5-8].

干细胞疗法在帕金森病患者身上是如何起作用的?

帕金森病感染(PD)的基本病理是黑质纹状体多巴胺能神经元变性。对PD患者进行纹状体内移植后,富含有丝分裂后多巴胺能神经元的人胎儿中脑组织的研究,证实了神经元替代可在人脑中起作用的规律[8-11].连接的神经元存活下来并重新支配纹状体长达10年,尽管持续的感染过程破坏了安静者自己的多巴胺能神经元[12].这种结合有能力使纹状体多巴胺放电标准化,并改变皮质作用的衰弱[13-16].通过这种方式,联合的多巴胺能神经元可以实际协调成大脑中的神经元硬件。一些公开名称的试验报告了临床优势。少数患者有能力在相当长一段时间内退出左旋多巴治疗并恢复自主生活[17-22].

两项晚期假手术对照试验仅显示出轻微的变化,这表明目前的细胞替代系统离理想状态还有很长的路要走。一项研究中的不良反应可以通过唯一存活较少的联合多巴胺能神经元来澄清,与开放标记试验相比。在另一项研究中,患者在移植季节的残疾更为严重,表现出深远的退行性变化。在这些研究中未给予或短暂的免疫抑制,这对于避免产生无用的结合的不敏感反应可能很重要[12151721-26].

运动障碍可能会在移植后出现,并在联合患者中占7-15%。这种拮抗作用并不是因为多巴胺能的丰富。它可能是由不均匀和粗略的神经再支配引起的,使纹状体多巴胺上升到较低或中等水平,或由围绕联合的无休止的挑衅性和抵抗性反应引起的。27-32].再一次,联合引起的运动障碍可以通过联合的不利组织来澄清,这些组织涉及来自黑质或腹侧被盖范围的绝大多数中脑多巴胺能神经元,以及非多巴胺能细胞的范围[32-41].

来自干细胞的神经元如何对帕金森病起作用?

由于组织可及性的问题和实际结果的过多变化,人类胎儿中脑组织移植不可能成为PD患者的常规治疗方法。基础微生物创新可能在制度化安排中创造大量的多巴胺能神经元[1518-2228].在生物和人的胚胎移植结果的前提下,可以想象,认识到一种必需品的安排,可能还需要干细胞来源的细胞来满足,以推动检查的临床变化:(i)细胞应该以一种可控的方式释放多巴胺,并且应该表现出黑质神经元的亚原子、形态和电生理特性;(ii)细胞必须有能力在生物体内转换那些在PD患者的副作用后产生的引擎缺陷;(iii)每个人壳核的细胞产量应考虑在长期内产生不少于10万个统一的多巴胺能神经元;(iv)连接的多巴胺能神经元应该在整个纹状体中重建一个厚厚的末端系统;(v)结合必须实际协调成宿主神经回路[151923252741-52].

在胎儿中脑联合中只有5-10%的细胞是多巴胺能神经元。目前尚不清楚植入一组纯粹的多巴胺能神经元是否是理想的,或者这种结合是否应该额外包含其他神经元种类和神经胶质细胞的特定合成,以激发最极端的症状帮助。最近的研究表明,在胚胎发育过程中,星形胶质细胞在指示神经元表型方面发挥了重要作用,提示神经胶质细胞在移植前后NSCs和前驱体的命运选择中至关重要[53-57].

如何创造一种治疗帕金森病的干细胞疗法?

临床聚焦细胞治疗必须比目前的药物给PD提供焦点。基于细胞的方法应该推动运动障碍的可移植性和隐蔽性的持久、显著的升级。另一方面,新细胞应该会增强不同药物不影响的副作用,例如,奇偶性问题[58].胎儿结合后的增强并没有超过那些发现有深刻的大脑刺激,并且没有令人信服的证实反转药物安全指征。碎片性恢复可能是因为只有一小块纹状体被重新支配了。事实上,即使在神经再支配能力很强的生物中,升级只是不完全的,这表明纹状体中的异位连接位置可能具有至关重要的意义[59].嵌入黑质的结合在生物中产生了一些升级,并已在临床上进行了尝试,但它们还没有准备好复制黑质纹状体通路[60].尽管未分化的细胞创新可以产生大量的多巴胺能神经元,但强迫性细胞治疗帕金森病的进展将要求三个额外的进展[61-65].

首先,必须确定选择适合细胞治疗的患者的更好标准。多巴胺能细胞治疗无疑会对那些受影响的人有成效,这些人在左旋多巴的作用下表现出症状优势,其主要病理是多巴胺能神经元的损失。PD适应症的减弱和相关问题还由非多巴胺能框架的神经性变化引起[66].

其次,移植策略应该根据联合细胞的测量和面积进行调整,以便在每个耐受者的大脑中尽可能完整地修复多巴胺框架。到目前为止,还没有证据表明干细胞来源的多巴胺能神经元在胎儿结合中会比对照和基本神经元引起更多的改变。对未分化细胞的偏好之一是控制遗传变化的可能性[65-66].

第三,必须制定避免对抗性影响的程序。新的生物模型有望揭示联合驱动运动障碍的病理生理机制。ESCs引起畸胎瘤的危险以及在干细胞来源的神经元中出现新品质的结果应该得到精确的评估。将小鼠ESCs植入啮齿动物纹状体后,20%的动物发生畸胎瘤。在任何情况下,如果细胞事先在体外分离,危险就会降低[65-70].

干细胞疗法如何治疗中风?

脑卒中时,脑动脉阻塞可引起中枢神经系统局部局部缺血。各种神经元和神经胶质细胞在中风中恶化。目前还没有令人信服的证据表明,神经元替代可以缓解中风患者的症状。71].在主要报道的临床试验中,脑卒中影响基底神经节的患者将人NT-2 terato癌细胞系产生的神经元插入梗死范围[72].一些人的升级影响了连接部位代谢活动的扩大。这一发现可以解释为连接能力,但应反映宿主神经元的运动加重或扩张。对一位中风患者的解剖发现,术后2年,大量细胞联合在一起,相互传递着一种神经元标记物[73-75].

来自干细胞的神经元如何在中风疾病中起作用?

人们尝试了不同来源的细胞,以证明它们在中风患者移植后能够重塑前脑并增强工作能力[76].尽管移植的细胞能够存活,并在一定程度上扭转了一些行为缺陷,但隐藏观察到的变化的系统是模糊的,几乎没有神经元替代的证实[77-78].总的来说,只有几个联合的细胞存活了下来,这些细胞并没有表现出死亡神经元的表型。此外,这些细胞是否是实际的神经元,是否与宿主神经元产生关联还不清楚。骨髓来源的细胞同样被描述为在中风损伤的大脑中提供神经元的提升。尽管如此,最近的两篇报道对这一解释提出了挑战,它们表明,在骨髓细胞系统组织后,这种组合负责给予者决定神经元的存在[79-81].

如何创建中风疾病的干细胞疗法?

由于许多细胞种类的衰退和丧失,修复中风损伤的大脑似乎是不合理的。尽管如此,即使只是重建一小部分受损的神经元硬件也可能产生严重的后果。在完美的情况下,嵌入受损区域的NSCs将原位分离成已经传递的细胞[81].这种技术使得在很大程度上使未分化细胞分化成特定细胞种类的模糊形成工具在受影响人的大脑中也起作用[82].为了获得最有效的恢复,移植应与内源性NSCs的神经发生结合。神经发生发生于人类SVZ中的NSCs,神经元前体存在于人类皮层下白质[83].

良好的血液供应对新生神经元的存活和发育至关重要。神经发生与内皮细胞的血管生成密切相关。脑血管生成发生在中风后的人的大脑中,但可能必须进一步加强以扩大存活的新神经元的产量。血管内皮发育变量(VEGF)的组织促进脑卒中后半暗带(危险区域)的SVZ神经发生和血管生成。VEGF同样可以指导未分化SVZ神经祖先的协调重新定位。为了有效的修复,为神经干细胞提供一个舞台,使其能够重建合适的大脑结构。在新生小鼠中,NSCs在工程细胞外晶格上播种,并嵌入缺血损伤区,产生包含神经元和胶质细胞的新的血管化薄壁组织[7175-82].

为了使神经元替代过程走向临床应用,可以认识到三个不同的任务:(i)应获得指导原则的证据,证明由NSCs产生的神经元可以在中风患者中大量存活,移动到合适的区域,显示那些已经传递的神经元的形态和实际特性,并与幸存的神经元建立传入和传出突触合作。(ii)行为恢复必须在生物模型中进行。增强NSCs存活、分离和和解的系统需要这些程序调控的明确信息。(iii)有必要确定哪些患者适合未分化细胞治疗。脑卒中后纹状体神经发生的事件集中在基底节区梗死患者身上。如果未分化的细胞也能产生皮层神经元并修复轴突损伤,大脑皮层有溃疡的人可能会被合并。83-92].

讨论

基于干细胞的神经退行性疾病治疗的改进仍处于早期阶段。许多基本问题仍有待确定,我们必须保持警惕,并远离在受影响的人群中进行的实验。目前的一项测试是识别未分化生物体扩张的亚原子决定因素,以控制ESCs的意外发育和遗传修饰,以及更好地处理NSCs的扩展[93-96].我们同样需要知道如何以基本微生物为例,以获得更完整的不同种类的细胞进行替代,以及如何在现有的神经和突触系统中启动强大的干细胞衍生神经元的实际混合。机械的进步将有望对未分化的生物或其后代进行精确的遗传调整,从而提升它们的运动、和解和路径重塑的能力。

大脑自我修复系统的能力实际上尚未被探索。我们必须为基础微生物后代的遗传标记创造创新,这样我们就可以牢固地建立神经发生的位置,以及伤害后产生的细胞种类。新神经元的实用属性以及它们形成适当传入和传出关联的能力应该得到解决。此外,我们还需要在基因组学和蛋白质组学方法的指导下,认识到在有意的活动中,管理神经发生的独特风险的细胞和原子玩家。在这一学习的前提下,我们应该概述传递原子的程序,以提高新的有用神经元和损伤区不同细胞的产量[97-102].

为了进一步推进该设施的建设,我们同样需要创建几乎模拟人类疾病的生物模型。这样的模型将允许我们在不成熟的微生物治疗应用于人体之前评估和平衡潜在的危险和优势。此外,我们必须提高非侵入性成像技术的进步,目标是我们可以筛选再生技术,从而在生物和人类中产生基于干细胞的方法[92-104].

参考文献

全球科技峰会