神經(jīng)干細胞移植 讓神經(jīng)元“再生”

通常說起“腦梗”“中風”，都是生死一瞬間的急救，未來，腦梗的治療很可能不需要再與時間賽跑。近日，廣州醫(yī)生發(fā)布治療腦梗最新研究成果：將經(jīng)過納米材料改造過的神經(jīng)干細胞定向移植到梗死處，讓腦組織神經(jīng)元“再生”。巧妙的顯像劑注入設計，還可以讓移植進去的神經(jīng)干細胞隨時接受監(jiān)測。

近日，中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院沈君課題組在國際材料領(lǐng)域科研界頂尖期刊《Advanced Functional Materials》發(fā)布了治療腦梗的一項最新研究成果：將經(jīng)過納米材料改造過的神經(jīng)干細胞定向移植到梗死處，讓腦組織神經(jīng)元“再生”，這樣一來，救治腦梗病人可更“從容”。據(jù)介紹，這一成果為提高神經(jīng)干細胞治療效果提供了新方法，有助于推動神經(jīng)干細胞治療腦梗死盡快進入臨床。目前該項研究處于動物實驗階段，預計 3 至 5 年后在國內(nèi)可進入臨床試驗和運用。

中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院放射科主任沈君介紹說，治療腦梗死一直是臨床難題，腦梗死的致病機理是，血栓堵塞腦供血動脈，導致局部腦組織血液供應障礙，造成腦組織缺血缺氧性病變壞死，神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細胞死亡，進而產(chǎn)生相應的神經(jīng)功能障礙，比如常見的面癱、四肢癱瘓等，嚴重的可直接導致死亡。

醫(yī)療界認為，溶栓是治療腦梗死迅速有效的**選擇，且最為有效的治療是在發(fā)病早期。腦梗死發(fā)生后 3 小時內(nèi)通過靜脈注射藥物溶栓最為安全有效。如超過 3 小時，腦梗部位神經(jīng)元迅速死亡，溶栓治療效果差，還易導致腦梗死區(qū)出血。目前國內(nèi)外大約只有 1 / 3 的腦梗死病人能在發(fā)病 3 小時內(nèi)到達醫(yī)院，僅有少數(shù)能得到及時的溶栓治療。

急性期過后，腦梗死治療主要是采用一些腦保護藥物，而在慢性期，主要依靠康復、針刺等手段來進行殘肢的功能恢復，效果非常有限。目前，我國腦梗死患者 70%~80% 因為殘疾而不能獨立生活，需要長期照護，給社會、家庭帶來沉重的負擔。

“再生”腦組織神經(jīng)元

突破治療時間窗限制

沈君介紹，研究者致力于將神經(jīng)干細胞移植到腦梗死區(qū)域，通過細胞增殖分化，“再生”新的神經(jīng)元，重建神經(jīng)環(huán)路，從而修復腦梗死造成的神經(jīng)功能障礙，取代受損或死亡的神經(jīng)細胞，用這樣的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶栓治療對原有神經(jīng)元“爭分奪秒”的搶救，從而突破治療時間窗的限制。

不過，在以往的實驗中，神經(jīng)干細胞移植后在梗死的腦組織內(nèi)并不像人們期望的分化成為神經(jīng)元，起到替代死亡神經(jīng)元的作用。沈君課題組發(fā)現(xiàn)，在動物模型中，神經(jīng)干細胞移植治療腦梗死效果好，但初步的臨床試驗表明，神經(jīng)干細胞治療雖然安全，但作用于人體的效果卻并不如動物試驗中那么明顯，神經(jīng)干細胞被注入腦部后的去向也不太受控制，往往沒有那么“聽話”地留在腦梗死區(qū)域。

專家介紹，這主要是因為腦梗死處的壞死腦組織會釋放大量的抑制因子，與神經(jīng)干細胞上的 NgR 蛋白結(jié)合，抑制神經(jīng)干細胞分化為神經(jīng)元，沒有神經(jīng)元這一基礎(chǔ)單位，神經(jīng)環(huán)路無法重建，神經(jīng)功能障礙也得不到修復。

研究 研制“納米乒乓球”改造神經(jīng)干細胞

針對上述難題，沈君課題組首先是想辦法設計了一段能干擾這種抑制作用的基因編碼序列（小干擾 RNA），接著又用特殊的納米材料和生物材料研制一個個極其微小的乒乓球狀囊泡。通過囊泡表面的正電荷吸附了擁有負電荷的小干擾 RNA，再在囊泡的內(nèi)部裝上顯像劑粒子，這些粒子像一個個吸鐵石，在磁共振成像機器內(nèi)發(fā)出信號，使神經(jīng)干細胞能被直接看到。

隨后，這些體積只有 200 納米左右，表面還有正電荷的“乒乓球”一靠近神經(jīng)干細胞，就能夠在 5 小時內(nèi)被其高效吞噬。利用這一巧妙設計，顯像劑及小干擾 RNA 被同步輸送到神經(jīng)干細胞內(nèi)，不但干擾抑制因子和 NgR 的結(jié)合，促進神經(jīng)干細胞分化為神經(jīng)元，顯像劑也能使得神經(jīng)干細胞在移植到指定位置后，其分布及遷移流向能被實時觀察到。

效果 “升級版”神經(jīng)干細胞 工作效率高 6 倍

課題組運用磁共振成像進行實時精準的追蹤，保證干細胞準確輸送到梗死區(qū)，還能在動物活著的情況下直接看到神經(jīng)干細胞的分布及移動情況。

測試結(jié)果顯示：經(jīng)過這種乒乓球樣囊泡處理的“升級版”神經(jīng)干細胞，移植到腦梗死區(qū)后，在動物腦梗死復雜環(huán)境下分化為神經(jīng)元的比例可由 4% 左右提高到 27% 左右，提升 6 倍左右。實驗結(jié)果也顯示，接受“升級版”神經(jīng)干細胞移植的動物，四肢運動及感覺功能障礙比移植未經(jīng)處理的神經(jīng)干細胞恢復得更快、更好。

沈君介紹說，這種集合了示蹤與功能調(diào)控于一體的納米“乒乓球”，在腦梗死再生醫(yī)學中具有巨大的應用前景，預計三至五年后就能進入臨床。