Stem Cells Dev：移植诱导性多能干细胞衍生性的神经元有望治疗帕金森病

在一项新的研究中，来自美国斯克里普斯研究所和英国卡迪夫大学的研究人员取得了重要发现，支持一种基于干细胞的帕金森病新疗法。这种方法被称为自体疗法（autologous therapy），它使用诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPSC）---由患者自身的皮肤或血细胞制成---来替代帕金森病患者大脑中失去的神经元。移植患者自身的细胞不需要免疫抑制。相关研究结果发表在2023年7月的Stem Cells and Development期刊上，论文标题为“Neurite Outgrowth and Gene Expression Profile Correlate with Efficacy of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Dopamine Neuron Grafts”。

具体而言，这些作者利用两名帕金森病患者的皮肤细胞制成的 iPSC制造出年轻的神经元，并将它们成功移植到患有帕金森病的大鼠模型中。他们利用这种动物模型精确确定了 iPSC 衍生性神经元应在哪个发育阶段移植，以成为能逆转大鼠大脑中疾病迹象的成熟神经元。这项新的研究为自体iPSC衍生性神经元在人类帕金森病患者中的临床试验迈出了关键一步。

论文共同通讯作者、斯克里普斯研究所再生医学中心主任Jeanne Loring博士说，“这篇论文报道了开发用于治疗帕金森病的自体细胞替代疗法的重要进展。这些结果让我们相信，个性化疗法治疗帕金森病是可行的。”

十多年来，科学家们一直在开发使用 iPSC的方法，其中iPSC可以在体内形成任何细胞类型，用于治疗以细胞缺陷或缺失为特征的多种疾病。帕金森病患者失去了大脑中产生一种名为多巴胺的化学信使的神经元。

由此造成的多巴胺水平低下会导致帕金森病的症状，通常是颤抖和行动迟缓。这种疾病目前还没有治愈这种疾病的方法，控制症状的治疗选择也很有限。每年有近 90000 人被诊断患有帕金森病，全球有 1000 万帕金森病患者。

图片来自Stem Cells and Development, 2023, doi:10.1089/scd.2023.0043。

如今，利用干细胞替代帕金森病患者大脑中产生多巴胺的神经元的临床试验已经在进行中，但这些临床试验都使用来自实验室或捐赠者的不匹配细胞，而不是来自患者自身的细胞。

Loring说，“当你移植来自他人细胞的神经元时，这些细胞会被免疫系统排斥，需要使用免疫抑制剂，而这些药物往往不能很好地耐受。”

Loring和论文共同通讯作者、卡迪夫大学的Mariah Lelos转而关注患者衍生性的iPSC。在这项新的研究中，他们希望找到移植前体神经元的最佳发育阶段。

他们发现，使用两个不同阶段的早期神经元祖细胞移植都能成功地移植到大脑中。然而，他们吃惊地发现，只有一个阶段，即早期神经元前体阶段，能有效逆转帕金森病的症状。再仔细观察，他们发现了其中的差别：较年轻的细胞能够更好地与其他神经元连接。

当这些作者研究这些细胞以确定每个神经元前体阶段都表达了哪些基因时，他们发现许多与神经元分化相关的基因在较年轻的细胞中被关闭，而在较年长的细胞中被开启。

Lelos解释说，“在这个较早的时间点，这些细胞已准备好成为神经元，当它们被移植到大脑中时，就会接收到开启这些基因的信号，完成发育。这使它们能够与宿主建立联系。如果它们在发育过程中走得更远，它们就不再对那些最初的发育信号做出反应。”

Loring补充说，“了解处于治疗帕金森病最佳发育阶段的神经元前体细胞中哪些基因被开启，有助于人们在将这些细胞移植到患者体内之前对它们进行筛选。”她说，“这种基因表达分析应能大大提高移植成功的概率。”

这些发现可能对利用 iPSC开发亨廷顿舞蹈病、老年性黄斑变性和心力衰竭等其他疾病疗法的科学家们来说也是一大福音。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Rachel Hills et al. Neurite Outgrowth and Gene Expression Profile Correlate with Efficacy of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Dopamine Neuron Grafts. Stem Cells and Development, 2023, doi:10.1089/scd.2023.0043.