腦卒中俗稱中風,是肆虐中國的第一殺手,也是造成中國人壽命損失的第一大病因。每年有近200萬人因中風去世,相當於每16秒就有一個中國人死於中風。
尤其是缺血性中風,目前仍然是導緻神經功能障礙和死亡的主要原因,也是中風死亡率最高的類型。
臨床上對於中風的治療包括組織纖溶酶原激活劑和抗血栓形成劑,但這受到出血時間的極大限製,風險依然很高,中風的關鍵急性期仍缺乏有效和安全的療法,這也促使研究人員探索新的替代療法以減少腦損傷。
基於幹細胞的組織分化、再生修複潛力,已經在治療缺血性中風中起到療效,但除了轉化為神經細胞外,近日有研究人員發現,人胎盤間充質幹細胞(hPMSCs)還可通過分泌神經保護因子的旁分泌信號通路提供急性保護。
研究顯示,幹細胞可通過旁分泌顯著保護大腦免受中風後損傷,這為缺血性中風提供了創新方法,在不久的將來或為中風提供新的治療策略。
01
錯過“黃金搶救時間”,腦中風損傷成倍加劇
在臨床上,中風主要分為兩大類型,一類是出血性中風,一類是缺血性中風。
出血性中風包括臨床上診斷的腦出血和蛛網膜下腔出血兩種比較不常見;缺血性中風臨床常用的診斷分類名詞較多,包括腦梗塞(或稱腦梗死)、腦血栓形成、腦栓塞等,也是臨床上最常見的類型之一。
△ 中風的兩種最主要類型
缺血性中風占中風總發病率的87%,是老年人神經系統疾病的主要原因,最近有報告顯示,多達5% 的COVID-19感染患者可能會繼續發展為急性缺血性中風,這可能是新冠的常見臨床特征。
臨床上的治療方法多半會受到腦出血時間限製,一般腦中風的黃金搶救時間是3.5小時,中風的搶救就是在跟時間賽跑,爭分奪秒,越早越好,一旦錯過黃金搶救時間,緻殘率、緻死率將成倍提高。
而中風後發生的腦損傷也成為了腦中風患者揮之不去的後遺症,如何有效避免損傷部位繼續擴大成為了研究人員需要探索的新領地,這關乎患者預後的生活質量。
02
幹細胞旁分泌,有效緩解中風後腦損傷
近年來,隨著再生醫學的發展,基於幹細胞的療法代表了一種治療心血管疾病(包括缺血性中風)的創新療法。
長期以來,人們一直認為幹細胞可通過中風後腦組織內移植和分化來修複受損細胞提供治療益處,而最近的一項研究又有了新的發現,這項來自美國Ochsner-LSU健康科學中心的研究團隊發現:幹細胞強大的旁分泌功能,對減輕腦卒中後損傷和改善神經功能障礙具有良好的保護作用。
研究報告指出,幹細胞通過旁分泌信號傳導來限製初始組織損傷,從而防止中風中急性腦損傷。主要體現在以下三個方面。
維持中風後腦血流量。研究發現胎盤間充質幹細胞能夠表達大量的血管緊張素轉換酶-2 (ACE-2),它的產物(Ang1-7)與相關受體結合後,發揮血管舒張、抗氧化、抗炎等作用。
之前ACE2/Ang1-7信號被認為是中風治療的重要靶點,如今發現胎盤間充質幹細胞輸注後所釋放的胞外囊泡到達腦部,其中的ACE2及其產物可以維持急性腦卒中模型小鼠的腦血流量,縮小了腦梗死體積,對防止中風慢性腦結構和功能損傷的延續具有重要意義。
△ ACE-2有助於MCAO模型中基於 hPMSCs 的保護
促進微血管及神經網絡修複。研究發現間充質幹細胞可表達肝生長因子、白介素8、血管生成素等血管生成因子,促進腦卒中後血管生成與重塑,減輕血腦屏障破壞;此外,間充質幹細胞還分泌多種神經營養因子,促進神經樹突棘產生和軸突生長,並且刺激內源神經祖細胞增殖,增強神經再生。
調節腦卒中後炎症反應。腦卒中後過度炎症反應可降低神經元活力,擴大梗死區,阻礙組織修複與再生。該項研究顯示,間充質幹細胞治療抑製了缺血半腦和外周血促炎細胞因子產生,升高抗炎因子IL-10水平,且增加免疫調節性細胞亞群數量,抑製炎症反應。
△ hPMSCs 衍生的 ACE-2 產品可獨立於 AT2 受體防止缺血性損傷
綜上所述,間充質幹細胞的旁分泌功能可維持中風後腦血流量,促進微血管及神經網絡修複,還能調節炎症反應,對於腦中風後的腦損傷具有重要的治療意義,這也為腦中風提供了新的治療策略,相信隨著再生醫學的不斷發展,幹細胞也將展現更多的治療益處,為多種疾病解除煩惱。
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