干细胞采用多元化途径治疗退行性疾病

【字体: 时间:2007年03月13日 来源:生物通

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  生物通报道:人类胚胎干细胞(Human embryonic stem cells ,hESCs)有望通过调用多种机制,治疗退行性疾病。这种细胞可以在临床应用兼容的状态下生长(无需动物滋养层),甚至不需抑制免疫反应。以上结论只是Burnham医学研究所Evan Y. Snyder博士率领的国际研究小组最近获得的部分成果。具体内容刊登于3月11日电子版《Nature Medicine》。

  

生物通报道:人类胚胎干细胞(Human embryonic stem cells ,hESCs)有望通过调用多种机制,治疗退行性疾病。这种细胞可以在临床应用兼容的状态下生长(无需动物滋养层),甚至不需抑制免疫反应。以上结论只是Burnham医学研究所Evan Y. Snyder博士率领的国际研究小组最近获得的部分成果。具体内容刊登于3月11日电子版《Nature Medicine》。

为了确定干细胞在治疗退行性疾病中是否发挥作用,首先,研究人员设计出一种患有致死性神经退行性疾病的小鼠模型,接下来利用小鼠的神经干细胞(neural stem cells ,NSCs,一种“成体”干细胞),确定能够代表此病恢复程度的参数。然后,利用小鼠细胞取得了成功。研究人员将研究扩大到人类来源的细胞——人类神经干细胞和人类胚胎干细胞。实际上,这是首次将这两种有争议的干细胞在相同的模型中从头到脚进行对比。结果,Snyder等首次成功利用人类胚胎干细胞治疗退行性疾病,延长了小鼠寿命。

模型小鼠由于看家酶氨基己糖苷酶(hexosaminidase ,hex)的基因发生突变,患有Sandhoff遗传性疾病(与Tay-Sachs疾病有关)。在新生Sandhoff小鼠的大脑中植入干细胞后,发病率有所下降,寿命延长了70%多。

研究人员发现植入的神经干细胞,在大脑中进行广泛地迁移和整合,除了取代受损脑受损神经细胞,传递神经冲动外,还能够推动大脑对酶Hex的供应,降低了油脂在处理过的动物中的堆积。实验性治疗削弱了退行性疾病(包括Sandhoff)大脑中常出现的炎症,似乎减缓了疾病的恶化。

Burnham干细胞和再生部主任Snyder说,这实际上证实干细胞利用多种机制(不仅是细胞替换)治疗疾病,而且,干细胞本身具有一种抗退行性疾病中炎症的能力,尽管有点不可思议。

为了证明更好地掌握干细胞作用的基本机制,有助于研制合理搭配的增效性治疗法,研究人员给小鼠一种简单的口服药物,确保移植的干细胞所提供的酶数量充足,结果小鼠的寿命延长了一倍(任何一种治疗本身是达不到这种效果的。实际上,效果不仅是简单的添加所能达到的)。这也证明干细胞的效力可以被增强,不需遗传工程(这种药物,鞘糖脂生物合成抑制剂,是一种被称为“底物减少疗法”药物成分)。这部分研究不仅首次代表了“多学科”利用干细胞治疗退行性疾病,还强调了一个事实:将来,最成功的治疗有可能是调用各种策略协同作用,而干细胞可能是最终将这些策略粘合在一起的“胶水”。

接下来,研究人员还是将目光放在人类干细胞——或者是人类胚胎干细胞分化出的神经祖细胞,或者从神经系统直接分离的(尽管也来源于发育过程中的大脑组织,但为了与胚胎干细胞区分,将其称为“成体”干细胞)。两种类型的人类干细胞实际上比小鼠的神经干细胞还要有效。对比发现,它们不相上下,尽管胚胎干细胞某种程度上来说更容易按“比例”增殖。两种类型的人类干细胞调用的机制相似,都不会引发肿瘤或发展出不适当的细胞类型。实际上,根本不需免疫抑制。最终,人类胚胎干细胞不需小鼠饲喂层,在与临床使用匹配的“固定”的培养基中生长。

Sandhoff是由一种遗传突变导致Hex酶(脑细胞用于代谢多余脂肪)表大量下降引起的,常在6个月大的人类婴儿发作。脑组织聚集的脂肪破坏了脑细胞控制和协调运动的设备,导致脑和脊髓退化。患病儿童常活不过6岁,Sandhoff小鼠患病情况相似。Tay-Sachs多发于德系犹太人群,Sandhoff是Tay-Sachs的一种严重形式,没有种族倾向性。两种疾病的特点都是Hex酶不足,不能代谢油脂等物质。

现在还没有一种治疗Sandhoff或Tay-Sachs的有效措施,此次研究用所用的人类干细胞(人类神经和胚胎干细胞)对这些小鼠而言都是安全有效,研究人员相信他们的研究将成为一个发展临床治疗的跳板。(生物通记者 小粥)

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