緩解帕金森癥狀，神經幹細胞幫大忙

Onlyhelen 發表於  昨天10:36

帕金森病（PD）是在中老年群體中十分常見的一種神經退行性疾病。目前我國的帕金森病人總數已經超過了200萬。患者通常表現為動作遲緩、身體震顫、姿勢失常及精神感覺障礙等癥狀。近日，北京大學分子醫學研究所的周專教授帶領的研究團隊將人源胚胎幹細胞在體外高效誘導分化成了多巴胺樣神經元，並將這些多巴胺樣神經元移植進了患有帕金森病大鼠的紋狀體，結果發現這些移植的細胞可以通過分泌多巴胺，使紋狀體中多巴胺的釋放和再攝取得到顯著的改善，從而有效地緩解了帕金森大鼠的癥狀。研究成果於10月20日發表在了《美國科學院院刊》（PNAS）上。果殼網就此對論文的通訊作者周專教授進行了採訪。

帕金森病的主要病理特徵是位於大腦黑質的多巴胺神經元發生死亡，並導致大腦紋狀體中多巴胺的釋放大大減少。近二十年來，以移植新的多巴胺樣神經元為原則的細胞治療手段在帕金森病人和動物模型中被證明是有效的，但是細胞治療面臨的一個主要瓶頸在於，如何獲得足夠多的、可供移植的多巴胺樣神經元。此前的研究中，有研究者利用胚胎的中腦細胞進行細胞移植來嘗試治療帕金森病人，但是這種治療方法會引起很多道德倫理問題。

為了克服可供移植細胞的來源問題，很多研究工作試圖將可自我更新的多能幹細胞分化成多巴胺樣神經元。從2011年以來，包括該論文研究人員在內的幾個國際研究組發現了一個可以將人胚胎幹細胞高效轉化成可自我更新的神經幹細胞的方法，而將該細胞進行定向分化即可得到大量可用於帕金森病治療的多巴胺樣神經元。通過將這種多巴胺樣神經元進行紋狀體移植，就可以緩解帕金森病大鼠的運動障礙。但是在將這一技術進行真正地應用到臨床治療之前，還有兩個重要的問題需要解決：第一，進行移植后體內的多巴胺水平是否可以被有效地恢復？第二，被移植的細胞是否可以在紋狀體中分泌多巴胺？

在本次研究中，研究者首次將基於在體微透析的高效液相色譜技術（HPLC）和電化學微碳纖維電極技術聯合起來，對這兩個問題進行了研究。基於微透析的HPLC技術可以原位定性分析進行過細胞移植的紋狀體所分泌的多巴胺，而電化學微碳纖維電極技術則使原位定量實時記錄多巴胺分泌的確切位置成為了可能。

研究者首先在體外培養的條件下，將人源胚胎幹細胞分化產生神經幹細胞，並最終以65%的效率定向轉化為多巴胺樣神經元。HPLC分析發現，該多巴胺樣神經元可在體外分泌多巴胺。周專教授告訴果殼網：「為了了解這些多巴胺樣神經元是否可以有效緩解帕金森病癥狀，我們將分化得到的細胞（包括多巴胺陽性細胞和多巴胺陰性細胞）一起注射到帕金森大鼠的紋狀體中。」通過熒光蛋白追蹤，他們發現進行移植16周后，移植區域處的多巴胺樣神經元仍然可以表達多巴胺神經元的標記物，這證實其為成熟的多巴胺神經元。研究者檢測了大鼠體內細胞移植區的多巴胺釋放情況，結果顯示通過移植多巴胺樣神經元，帕金森大鼠的紋狀體薄片和活體中多巴胺釋放得到了部分但是顯著的恢復。周專表示：「其實還有改進空間，可以改善幹細胞技術提高多巴胺水平恢復效果，斯圖德（Studer）小組的研究顯示可以使帕金森鼠的行為完全恢復正常。其實健康大腦多巴胺分泌量有富餘，維持正常功能只需要正常大腦多巴胺分泌量的一部分即可（約50%）。而我們在體的水平（16%）是實際數，這些結果顯示幹細胞對帕金森病很有臨床治療前景。」

研究人員還用電化學微碳纖維電極技術分別記錄了紋狀體薄片中，移植區和非移植區的多巴胺釋放的情況，證實了紋狀體中增強的多巴胺信號直接來自移植的多巴胺樣神經元。有趣的是，他們發現進行移植了多巴胺樣神經元的紋狀體的多巴胺再攝取過程也恢復了，其多巴胺釋放和再吸收的動力學過程和正常組織部位非常相似，而且帕金森病大鼠的運動功能障礙也得到了有效地緩解。

那麼這種治療技術是否可以應用於治療其它的神經退行性疾病，像阿爾茲海默症（AD）及亨廷頓舞蹈症（HD）呢？周專教授對此表示：「理論上可以，但是治療帕金森病的原理最簡單，只要幹細胞在紋狀體分泌多巴胺可以補充病人因失去多巴胺神經元而造成的多巴胺分泌不足，就可以恢復腦功能。而其他疾病（AD）還涉及到神經網路結構的恢復，所以會更難。」周專還指出，這個研究是動物實驗，需在官方監控下在動物和人體進一步論證，而且應用於人還存在免疫排斥問題。使用病人自己的iPS（誘導多功能幹細胞）有望解決這一問題，但還須進一步實驗驗證。而這也是下一步工作計劃。（編輯：球藻怪）

文章題圖：biocision.com