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    科普日談丨外泌體療法:脊髓損傷修復的“諾亞方舟”

    更新時間:2021-05-27    瀏覽次數:0

      脊髓作為人體中樞神經重要的部位,位于脊椎骨組成的椎管中,成長圓柱狀,上端連接延髓,兩旁發出成對的神經,用于連接大腦和周圍神經系統和組織,接受大腦發出的信號,支配身體的感覺和運動。

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      脊髓損傷(Spinal cord injury,SCI),通常指脊髓受到外部影響,神經連接遭到破壞,導致感覺和運動功能暫時或永久喪失,造成損傷部位及其以下部分癱瘓或全部癱瘓,使患者終身殘疾。脊髓損傷是一種常見外傷,可能由于高空墜落或者車禍,也可能是騎行過程中不慎摔倒或者是一次潛水過程中的意外撞擊。

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      脊髓損傷可分為原發性脊髓損傷與繼發性脊髓損傷,前者是指外力直接或間接作用于脊髓所造成的損傷。而大部分脊髓損傷是由于炎癥、神經細胞死亡、離子失調、自由基和脂質過氧化作用等多種因素造成的二次傷害,導致正常的神經通路被阻斷,血腦屏障功能障礙,細胞凋亡和壞死,緊隨其后的是脊髓神經的變性?!?/p>

      創傷性脊髓損傷中,早期的手術治療:如骨折復位、清除骨片解除壓迫、內固定手術等對預防繼發性損傷至關重要,術后的藥物治療主要是依賴于糖皮質激素沖擊療法,神經節苷脂治療等促進神經修復。然而脊髓損傷治療的難點依然是神經傳導的重建和運動功能的恢復,目前尚未研究出效果顯著的治療方案。

       干細胞—“諾亞方舟”的原動力

      干細胞療法是一種相對較新的治療方案,臍帶間充質干細胞來源于臍帶的華通氏膠、與胚胎干細胞、誘導多能干細胞等干細胞相比,涉及較少的倫理問題和安全問題,因此在很多醫學領域如治療心肌梗死、骨關節炎、移植物抗宿主病、糖尿病、多發性硬化癥得到廣泛應用。

      也有研究指出,臍帶間充質干細胞治療神經系統疾病具有良好的臨床應用前景、在治療脊髓損傷取得較為滿意的結果。臍帶間充質干細胞移植可減輕脊髓損傷后神經性疼痛癥狀并可促進脊髓損傷后的運動功能恢復,在脊髓損傷動物模型中,臍帶間充質干細胞顯示出良好的神經營養、抗凋亡和抗炎作用。

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      △ 來源于骨髓、臍帶、脂肪等組織的間充質干細胞,移植到損傷的脊髓中時可通過自分泌和/或旁分泌作用,對脊髓損傷修復產生積極的影響,包括軸突再生、炎癥調節以及支持髓鞘再生等。

       外泌體—“諾亞方舟”的硬核

      外泌體是一種直徑為30-150nm的細胞外囊泡,在細胞間通訊中起著重要的作用。外泌體參與到機體的免疫應答、抗原提呈、細胞遷移、細胞分化及腫瘤侵襲等各方面,且免疫原性低。

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      間充質干細胞來源外泌體具有與間充質干細胞相似的功能,外泌體介導的旁分泌作用可能是間充質干細胞在周圍神經修復中的作用機制之一。研究發現,在脊髓損傷修復過程中,間充質干細胞(MSCs)外泌體可降低細胞凋亡和抑制炎癥,還可促進血管新生,并抑制A1神經毒性反應性星形膠質細胞的激活?!?/p>

      組織工程材料—“諾亞方舟”的東風

      組織工程材料包括源自生物體的天然生物材料和人工合成的高分子生物材料等,以更好地還原體外的干細胞微環境,具有誘導組織再生、調節細胞生長和功能分化的等功能,是組織再生的支架與模板,為啟動和維持細胞功能提供重要的生化和物理信號?!?/p>

      膠原蛋白、透明質酸鈉等天然生物材料,具有促進細胞粘附和生長的作用,在組織修復領域具有廣闊的應用前景。在不破壞生物性材料的完整性和干細胞或外泌體功能的前提將外泌體連接在支架材料上,改善甚至營造一個更適合細胞生長和發揮功能的微環境,招募和調節內源性神經干細胞,在損傷兩端形成連接,實現神經再生,是攻克脊髓損傷修復的關鍵?!?/p>

      即便是在發達國家先進的醫療技術保障下,創傷性脊髓損傷(SCI)致殘的問題仍不能得到很好解決,因此產生的直接醫療費用和經濟生產力損失,對國家財政和家庭的負擔都是巨大的?!?/p>

      目前,世界上有無數的科研團隊正在攀登脊髓損傷修復這座高山,基于已有的研究結果,干細胞及其外泌體復合新型組織工程材料,有望解決脊髓損傷治療的難點-重建神經傳導和恢復運動功能,成為修復脊髓損傷的諾亞方舟,給患者帶來重新站起來的希望。

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      齊魯細胞以標準化、良好表征、經過權威第三方機構-中檢院質量復核的臍帶間充質干細胞作為外泌體制備的種子細胞,基于標準化細胞培養條件,自主研發建立了外泌體大規模制備和鑒定工藝。

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      外泌體產品活性穩定、純度更高,在心血管系統、神經系統、肌肉骨骼系統、肝損傷、皮膚損傷修復等方面都展現出強大的修復再生和保護能力。

      

      參考文獻:

      [1] Zhang L ,  Fan C ,  Hao W , et al. NSCs Migration Promoted and Drug Delivered Exosomes‐Collagen Scaffold via a Bio‐Specific Peptide for One‐Step Spinal Cord Injury Repair[J]. Advanced Healthcare Materials.

      

      [2] Monticelli M ,  Garbossa D ,  Zenga F , et al. Mesenchymal Stem Cells for Spinal Cord Injury: Current Options Limitations, and Future of Cell Therapy[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2019, 20(Novel MSC Perspectives: From Cell Regulation to Tissue Regeneration).


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