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为解决环境化学物和药物诱导的神经毒性及相关疾病治疗难题,研究人员开展了人骨髓间充质干细胞(hMSC)分泌组对暴露于久效磷(MCP)的人神经祖细胞(hNPCs)保护作用的研究。结果显示 hMSC 分泌组可缓解毒性,该研究为化学神经毒性干预提供新思路。
在当今社会,环境中的化学物质和药物带来的神经毒性问题日益严峻,它们如同潜伏在暗处的 “杀手”,悄无声息地破坏着人们的神经系统。神经毒性不仅干扰神经元的正常功能,还可能引发像阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)、帕金森病(Parkinson's disease)和亨廷顿病(Huntington's disease)等严重的神经退行性疾病,给患者及其家庭带来沉重的负担。传统的神经保护方法,如使用贝伐单抗(Bevacizumab)、那他珠单抗(Natalizumab)等药物,由于无法有效穿越血脑屏障(BBB),难以发挥作用。基于脑源性神经营养因子(BDNF)、睫状神经营养因子(CNTF)或成纤维细胞生长因子 2(FGF2)的临床试验也以失败告终,同样是因为这些药物无法跨越血脑屏障。此外,多数影响磷脂酰肌醇 - 3 - 激酶(PI3K)通路的药物,是血脑屏障上主要外排转运蛋白(BCRP 和 / 或 P-gp)的底物,在临床试验中的效果也不尽人意。
在这样的困境下,寻找新的治疗策略迫在眉睫。印度医学研究理事会(ICMR)资助的研究团队展开了深入探索。他们聚焦于人骨髓间充质干细胞(hMSC)分泌组对暴露于久效磷(MCP)的人神经祖细胞(hNPCs)的保护作用,希望能找到对抗化学诱导神经毒性的有效方法。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先,通过体外实验评估 MSC 分泌组对暴露于亚毒性浓度 MCP 的 hNPCs 的神经保护潜力。接着,进行综合多组学分析,包括蛋白质组学和转录组学,从分子层面深入探究其中的机制。同时,开展生物能量学评估,了解线粒体功能的变化情况。此外,还利用计算生物信息学分析,进一步挖掘数据背后的潜在规律。
研究结果显示:
- 细胞活力与形态:MCP 暴露使 hNPCs 活力下降,形态发生改变。而 50% 浓度的 MSC 分泌组处理后,hNPCs 的细胞活力、形态和氧化应激标志物恢复到接近正常水平。这表明 MSC 分泌组具有强大的修复能力,能够帮助受损的 hNPCs 重新焕发生机。
- 线粒体功能:生物能量学分析发现,MSC 分泌组处理后,线粒体氧消耗率、ATP 生成和备用呼吸能力显著改善。蛋白质组学分析也证实了线粒体蛋白表达和功能的恢复。这意味着 MSC 分泌组能够精准地作用于线粒体,让线粒体重新高效工作,为细胞提供充足的能量。
- miRNA 调控:转录组学分析确定了关键的 MCP 失调的 miRNA,如 hsa-miR-138-5p 和 hsa-miR-219a-5p,以及它们与蛋白质表达水平的反向关系。这揭示了 hMSC 分泌组在基因表达调控层面的重要作用,它能够像 “指挥官” 一样,调节 miRNA 的表达,进而影响蛋白质的合成,维持细胞的正常功能。
研究结论表明,hMSC 分泌组在减轻化学诱导的发育性神经毒性方面具有显著的治疗潜力。它可以通过调节氧化应激、促进线粒体恢复和 miRNA 介导的信号传导来发挥作用。其中,刺激后的 hMSC 分泌组由于富含生物活性分子,疗效更优,有望成为化学神经毒性干预的靶向治疗候选方案。
这项研究意义重大。它为化学神经毒性的治疗开辟了新的方向,让人们看到了利用 hMSC 分泌组治疗相关疾病的希望。此前,面对化学神经毒性引发的一系列难题,医疗领域一直缺乏有效的解决办法,而该研究的成果为后续的临床研究和治疗提供了重要的理论依据和实践指导。同时,研究中揭示的分子机制,也加深了人们对神经毒性和神经保护过程的理解,有助于进一步开发更精准、更有效的治疗策略,为广大患者带来新的曙光。