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神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病中的作用:當前的理解和未來(lái)的治療方法

Meta描述:神經(jīng)炎癥是阿爾茨海默病、帕金森病、多發(fā)性硬化癥等神經(jīng)退行性疾病的核心驅動(dòng)因素。本文基于《衰老神經(jīng)科學(xué)前沿》最新綜述,系統解析小膠質(zhì)細胞M1/M2極化、星形膠質(zhì)細胞A1/A2表型、外周免疫細胞浸潤等機制,并探討干細胞療法、基因干預、納米粒子等未來(lái)治療方向。

神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病中的作用:當前的理解和未來(lái)的治療方法

神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病中的作用:當前的理解和未來(lái)的治療方法

近日,國際期刊雜志《衰老神經(jīng)科學(xué)前沿》發(fā)表一篇《神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病中的作用:當前認識與未來(lái)治療目標》的文獻綜述,這篇綜述揭示了與神經(jīng)變性相關(guān)的主要神經(jīng)炎癥信號通路。此外,它還探索了有前途的治療途徑,例如干細胞療法、基因干預和納米粒子,旨在調節神經(jīng)炎癥并可能阻礙或減緩這些疾病的進(jìn)展。全面了解神經(jīng)炎癥與這些疾病之間的復雜聯(lián)系對于制定未來(lái)的治療策略至關(guān)重要,這些策略可以減輕這些破壞性疾病帶來(lái)的負擔。

神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病中的作用:當前認識與未來(lái)治療目標

一、什么是神經(jīng)炎癥?為什么它既是朋友也是敵人?

神經(jīng)炎癥聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)壞東西,但事情沒(méi)那么簡(jiǎn)單。

當你的大腦遭遇創(chuàng )傷、感染或毒素時(shí),它會(huì )啟動(dòng)一套復雜的防御反應——這就是神經(jīng)炎癥。急性、短期的神經(jīng)炎癥是有益的:小膠質(zhì)細胞(大腦的常駐免疫細胞)被激活,它們像清道夫一樣吞噬病原體和細胞碎片,釋放炎癥介質(zhì)來(lái)控制損傷,然后修復過(guò)程開(kāi)始。沒(méi)有這個(gè)反應,大腦無(wú)法從任何損傷中恢復。

問(wèn)題出在“慢性”上。當炎癥反應持續數月甚至數年,小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞就會(huì )從“保護模式”切換到“攻擊模式”。它們持續釋放促炎細胞因子(IL-1β、TNF-α、IL-6)、活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)等毒性物質(zhì)。這些東西本來(lái)是用來(lái)殺病原體的,但長(cháng)期暴露下,它們開(kāi)始傷害健康的神經(jīng)元——導致突觸功能受損、線(xiàn)粒體功能障礙、最終神經(jīng)元死亡。

這正是阿爾茨海默?。ˋD)、帕金森?。≒D)、多發(fā)性硬化癥(MS)、亨廷頓?。℉D)、肌萎縮側索硬化癥(ALS)的共同病理特征。雖然每種病的首發(fā)部位和蛋白聚集類(lèi)型不同(AD的Aβ和tau,PD的α-突觸核蛋白,HD的亨廷頓蛋白),但慢性神經(jīng)炎癥是它們共享的“加速器”。沒(méi)有炎癥,蛋白聚集可能不會(huì )那么快殺死神經(jīng)元。

二、炎癥在神經(jīng)系統疾病中的“平衡法則”

炎癥本是身體抵御傷害或感染的正常防御。但在慢性神經(jīng)系統疾病中,持續的神經(jīng)炎癥會(huì )形成惡性循環(huán)——神經(jīng)元損傷進(jìn)一步激活膠質(zhì)細胞,釋放更多促炎因子(如IL-6、TNF-α),加劇神經(jīng)退化。

慢性神經(jīng)炎癥的特征:

  • 小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞過(guò)度激活
  • 促炎細胞因子、趨化因子和活性氧(ROS)大量釋放
  • 血腦屏障通透性增加,外周免疫細胞浸潤
  • 腸道微生物失衡與衰老因素進(jìn)一步加重炎癥

臨床視角:?國內研究團隊(如首都醫科大學(xué)宣武醫院)發(fā)現,中藥單體(如姜黃素、黃芩苷)可通過(guò)抑制NF-κB通路減輕慢性神經(jīng)炎癥,相關(guān)臨床試驗正在進(jìn)行中。

三、神經(jīng)炎癥機制

神經(jīng)炎癥是指對感染、缺血、壓力和創(chuàng )傷等有害因素的先天性和適應性反應。在神經(jīng)炎癥的背景下,假設有四個(gè)不同的特征作為定義標志:細胞因子釋放增加、小膠質(zhì)細胞激活、外周免疫細胞遷移和局部組織損傷。該反應是由小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和免疫細胞(單核細胞、中性粒細胞、淋巴細胞)釋放細胞因子、組胺和ROS等炎癥介質(zhì)觸發(fā)的。

神經(jīng)炎癥最初是一種防御反應,但現在研究證明,長(cháng)期或過(guò)度的炎癥是各種神經(jīng)系統疾病,特別是退行性疾病發(fā)展的主要原因。下面列出了針對神經(jīng)炎癥觸發(fā)因素的多種方法。

1. 小膠質(zhì)細胞:從“清道夫”到“縱火犯”

小膠質(zhì)細胞占中樞神經(jīng)系統膠質(zhì)細胞總數的20%,是大腦的第一道防線(xiàn)。它們在健康大腦中處于“靜息”狀態(tài),不斷巡邏微環(huán)境。一旦檢測到病原體相關(guān)分子模式(PAMP)或損傷相關(guān)分子模式(DAMP),它們會(huì )迅速激活。

但小膠質(zhì)細胞的激活不是單模式的。根據巨噬細胞的分類(lèi)體系,小膠質(zhì)細胞可以分為兩個(gè)極端:

  • M1型(經(jīng)典激活):由脂多糖(LPS)和干擾素-γ(IFN-γ)誘導。這種狀態(tài)下,小膠質(zhì)細胞大量釋放促炎細胞因子——IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-23,以及趨化因子(CCL2、CXCL10)。它們還產(chǎn)生誘導型一氧化氮合酶(iNOS),生成大量NO和超氧化物,形成過(guò)氧亞硝酸鹽,對神經(jīng)元產(chǎn)生氧化損傷。M1型小膠質(zhì)細胞是神經(jīng)退行性疾病中的“壞人”。
  • M2型(選擇性激活):由IL-4或IL-13誘導。它們釋放抗炎因子(IL-10、TGF-β)、神經(jīng)營(yíng)養因子(BDNF、IGF-1),并表達精氨酸酶-1(Arg-1)來(lái)促進(jìn)組織修復和細胞外基質(zhì)重建。M2型是“好人”。

在健康的炎癥反應中,小膠質(zhì)細胞會(huì )先切換到M1型清除威脅,然后迅速轉到M2型修復損傷。但在慢性神經(jīng)退行性疾病中,這個(gè)切換失靈了——小膠質(zhì)細胞被持續困在M1狀態(tài)。AD患者尸檢腦組織中,圍繞Aβ斑塊的小膠質(zhì)細胞高度表達M1標志物(CD68、MHC-II),而M2標志物(CD163、CD206)表達很低。

圖1:它總結了神經(jīng)系統疾病中神經(jīng)炎癥如何通過(guò)小膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和外周免疫細胞的激活而發(fā)生。
圖1

2. 星形膠質(zhì)細胞:從支持細胞到炎癥放大器

星形膠質(zhì)細胞是大腦中數量最多的膠質(zhì)細胞,它們原本負責維持離子平衡、攝取谷氨酸、提供代謝支持、形成血腦屏障(BBB)。但在神經(jīng)炎癥中,它們也會(huì )“黑化”。

類(lèi)似小膠質(zhì)細胞的M1/M2分類(lèi),星形膠質(zhì)細胞被分為A1型和A2型:

  • A1型(神經(jīng)毒性):被活化的小膠質(zhì)細胞分泌的IL-1α、TNF-α和C1q誘導。A1星形膠質(zhì)細胞失去正常的支持功能(不再促進(jìn)突觸形成、不再吞噬突觸碎片),反而分泌神經(jīng)毒性因子(尚未完全鑒定的補體成分和脂質(zhì)介質(zhì))。研究發(fā)現,A1星形膠質(zhì)細胞在A(yíng)D、PD、HD、ALS、MS的尸檢組織中廣泛存在,而且它們出現在疾病早期。
  • A2型(神經(jīng)保護):被缺血誘導,分泌神經(jīng)營(yíng)養因子(BDNF、GDNF),促進(jìn)神經(jīng)元存活和突觸修復。

星形膠質(zhì)細胞還通過(guò)調控BBB完整性來(lái)影響神經(jīng)炎癥。在炎癥狀態(tài)下,星形膠質(zhì)細胞的足突會(huì )從血管壁上回縮,導致BBB通透性增加——血漿蛋白進(jìn)入腦實(shí)質(zhì),進(jìn)一步激活小膠質(zhì)細胞,形成惡性循環(huán)。同時(shí),BBB的破壞也讓外周免疫細胞更容易浸潤中樞神經(jīng)系統。

3. 外周免疫細胞:中樞神經(jīng)系統不再是“免疫豁免”

過(guò)去認為大腦是“免疫豁免器官”,但現在知道那是錯的。在健康狀態(tài)下,確實(shí)有少量T細胞在腦膜和脈絡(luò )叢中巡邏。但當神經(jīng)炎癥發(fā)生時(shí),外周免疫細胞會(huì )大量涌入。

  • 中性粒細胞:第一個(gè)到達損傷部位的細胞。它們釋放蛋白酶和ROS,幫助清除碎片,但也可能損傷周?chē)M織。
  • 單核細胞/巨噬細胞:浸潤后可以分化為小膠質(zhì)細胞樣細胞,但它們更容易保持促炎表型。
  • T細胞:CD4+ T細胞(尤其是Th1和Th17亞型)在MS的脫髓鞘病變中大量存在。它們通過(guò)釋放IFN-γ和IL-17激活小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞。CD8+ T細胞則直接攻擊表達抗原的神經(jīng)元或膠質(zhì)細胞。
  • B細胞:在MS患者腦脊液中,B細胞和漿細胞數量顯著(zhù)增加。它們產(chǎn)生自身抗體(如抗髓鞘少突膠質(zhì)細胞糖蛋白抗體),促進(jìn)補體介導的脫髓鞘。針對CD20的B細胞清除療法(如利妥昔單抗)在MS中有效,這直接證明了B細胞在神經(jīng)炎癥中的作用。
  • NK細胞:通過(guò)釋放IFN-γ和穿孔素影響神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元。

4. 細胞因子風(fēng)暴:炎癥信號如何放大

細胞因子是免疫細胞之間的“信使”。在神經(jīng)炎癥中,幾個(gè)關(guān)鍵的細胞因子成為治療靶點(diǎn):

  • TNF-α:由小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生,激活NF-κB通路,誘導更多炎癥因子。TNF-α水平在A(yíng)D、PD患者腦脊液中升高。
  • IL-1β:通過(guò)激活NLRP3炎癥小體產(chǎn)生。IL-1β可以誘導神經(jīng)元凋亡,促進(jìn)淀粉樣前體蛋白(APP)加工成Aβ。
  • IL-6:在急性期反應中升高,慢性升高則與認知下降相關(guān)。
  • IFN-γ:主要由Th1細胞和NK細胞產(chǎn)生,是強效的小膠質(zhì)細胞激活劑,促使M1極化。
  • GM-CSF(粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子):促進(jìn)樹(shù)突狀細胞和巨噬細胞的分化和活化。

這些細胞因子的作用是通過(guò)與受體結合,激活JAK-STAT通路或MAPK通路,從而啟動(dòng)下游基因轉錄。這也就是為什么JAK抑制劑(如托法替布)或p38 MAPK抑制劑在神經(jīng)炎癥模型中被測試的原因。

四、神經(jīng)炎癥在不同神經(jīng)退行性疾病中的角色

與神經(jīng)炎癥相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病包括一類(lèi)影響脊髓和大腦,導致神經(jīng)組織逐漸退化和死亡的疾病在這些疾病中,免疫細胞釋放到中樞神經(jīng)系統,引起炎癥,導致神經(jīng)組織退化。每種疾病都有其獨特的癥狀和發(fā)展過(guò)程,但它們都有一個(gè)共同點(diǎn),即神經(jīng)炎癥在其病理生理學(xué)中起著(zhù)關(guān)鍵作用。阿爾茨海默病

阿爾茨海默氏?。ˋD)是癡呆癥最常見(jiàn)的病因,其特點(diǎn)是進(jìn)行性神經(jīng)變性。AD的特點(diǎn)是持續的退行性過(guò)程,最初表現為記憶障礙,隨后導致認知能力下降,從而影響行為、語(yǔ)言、視覺(jué)空間定向,并最終影響運動(dòng)系統。

圖2:圖中描繪了AD中涉及的炎癥信號傳導通路。
圖2

它涉及小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞的激活,導致炎癥細胞因子的釋放。這種激活還會(huì )觸發(fā)β淀粉樣蛋白的釋放,β淀粉樣蛋白是一種對于神經(jīng)原纖維纏結的形成至關(guān)重要的蛋白質(zhì)。這些纏結和促炎細胞因子會(huì )導致神經(jīng)元功能障礙,這是AD的一個(gè)關(guān)鍵特征。

如圖2所示,AD的神經(jīng)病理學(xué)特征包括細胞外Aβ(淀粉樣蛋白β)斑塊和細胞內過(guò)度磷酸化tau(p-τ)形成神經(jīng)原纖維纏結,并伴有突觸和神經(jīng)元損失。當神經(jīng)膠質(zhì)細胞(主要是小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞)被激活時(shí),AD中的神經(jīng)炎癥就會(huì )發(fā)生。這種激活促使炎癥因子釋放,這些炎癥因子主要是細胞因子和趨化因子,進(jìn)而圍繞老年斑和大腦中受損的神經(jīng)元。

帕金森病

PD的特征是黑質(zhì)致密部多巴胺能神經(jīng)元的進(jìn)行性丟失,以及路易小體(主要成分為α-突觸核蛋白)的形成。

α-突觸核蛋白從神經(jīng)元釋放后,可以被小膠質(zhì)細胞攝取。異常的α-突觸核蛋白寡聚體結合TLR2,激活NF-κB通路,導致TNF-α、IL-1β、IL-6的釋放。這些細胞因子反過(guò)來(lái)作用于多巴胺能神經(jīng)元,加重線(xiàn)粒體功能障礙和氧化應激。

有趣的是,PD的炎癥可能起源于腸道。α-突觸核蛋白在腸道神經(jīng)系統中沉積,通過(guò)迷走神經(jīng)上行到腦干。同時(shí),腸道菌群失調(dysbiosis)導致腸道通透性增加,細菌產(chǎn)物(如LPS)進(jìn)入門(mén)脈循環(huán),激活全身免疫系統,進(jìn)而影響大腦。這就是為什么PD患者的結腸活檢中可以看到α-突觸核蛋白聚集,而糞便移植或益生菌治療在動(dòng)物模型中顯示出抗炎和神經(jīng)保護作用(圖3)。

圖3:圖中的信號通路描繪了帕金森病腸道軸和大腦軸之間錯綜復雜的關(guān)系,重點(diǎn)是腸道內腔和BBB的菌群失調引發(fā)的炎癥級聯(lián)反應
圖3

菌群失調導致腸道微生物群組成失衡,進(jìn)而促進(jìn)炎性細胞因子的釋放。這些細胞因子突破BBB并滲入大腦,對多巴胺能神經(jīng)元產(chǎn)生有害影響。該圖強調了菌群失調誘導的炎癥在導致帕金森病神經(jīng)退行性特征中的關(guān)鍵作用,并強調了腸道-大腦軸中緩解疾病進(jìn)展的潛在治療靶點(diǎn)。

多發(fā)性硬化癥、亨廷頓病和肌萎縮側索硬化癥

MS是自身免疫性脫髓鞘疾病的典型代表。與AD和PD不同,MS的初始驅動(dòng)因素是外周免疫系統的異常激活——自身反應性T細胞(尤其是Th17)穿越BBB進(jìn)入中樞神經(jīng)系統,識別髓鞘抗原(如髓鞘堿性蛋白、蛋白脂蛋白、髓鞘少突膠質(zhì)細胞糖蛋白),引發(fā)一系列炎癥級聯(lián)。

在活動(dòng)性MS病變中,小膠質(zhì)細胞和浸潤的巨噬細胞圍繞在脫髓鞘軸突周?chē)?,吞噬髓鞘碎片。它們釋放的TNF-α、IL-1β、一氧化氮等直接損傷少突膠質(zhì)細胞和軸突。星形膠質(zhì)細胞反應性增生,形成膠質(zhì)疤痕,雖然這有助于限制病變范圍,但也阻礙了髓鞘再生。

值得注意的是,MS的進(jìn)展性階段(primary progressive MS和secondary progressive MS)更多地由中樞神經(jīng)系統內的“隔室化”炎癥驅動(dòng)——腦膜中形成B細胞濾泡樣結構,產(chǎn)生寡克隆抗體,促進(jìn)皮層脫髓鞘和神經(jīng)元丟失。這也是為什么針對B細胞的療法(如ocrelizumab)在進(jìn)展性MS中有效的原因。

亨廷頓?。℉D)是一種導致神經(jīng)元進(jìn)行性退化的遺傳性疾病。它是由亨廷頓基因的重復突變引起的。HD是一種神經(jīng)退行性疾病,其特征是紋狀體神經(jīng)元選擇性喪失,導致運動(dòng)和認知障礙,并常常在癥狀出現后10-15年內導致死亡(圖4)。

圖4:受主要神經(jīng)退行性疾病影響的大腦區域的圖解摘要
圖4

漸凍癥(ALS)是一種快速進(jìn)展的神經(jīng)退行性疾病,其特征是上運動(dòng)神經(jīng)元和下運動(dòng)神經(jīng)元的喪失。這會(huì )導致肌肉萎縮、虛弱,最終導致癱瘓。在A(yíng)LS的神經(jīng)退行性過(guò)程中,某些蛋白質(zhì)(例如TDP-43)在細胞中錯誤定位和聚集,導致神經(jīng)元細胞死亡。

該疾病可由遺傳因素和散發(fā)因素引起,遺傳形式與特定基因的突變有關(guān),例如TARDBP、FUS、SOD1和C9orf72。ALS中的炎癥涉及反應性小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞。運動(dòng)神經(jīng)元釋放的突變型超氧化物歧化酶1會(huì )觸發(fā)小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞激活,從而促進(jìn)炎癥過(guò)程。樹(shù)突狀細胞、T細胞、小膠質(zhì)細胞和巨噬細胞產(chǎn)生促進(jìn)炎癥的細胞因子和趨化因子。

四、未來(lái)治療策略:從抗炎到干細胞修復

靶向小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞的藥物

NLRP3炎癥小體抑制劑:MCC950(一種選擇性NLRP3抑制劑)在A(yíng)D小鼠模型中減少了Aβ沉積和IL-1β釋放,改善了認知。目前正在進(jìn)行臨床試驗。

TLR拮抗劑:TLR4拮抗劑(如TAK-242)在PD模型中減輕了多巴胺神經(jīng)元丟失。但由于TLR在全身免疫中的廣泛作用,系統給藥的副作用風(fēng)險高,局部或靶向遞送可能是方向。

激酶抑制劑:p38 MAPK和JNK在炎癥信號中起核心作用。p38抑制劑(如MW150)在A(yíng)D小鼠模型中減輕了突觸功能障礙和認知下降。

腸道微生物調節

益生菌(如乳酸桿菌和雙歧桿菌)補充在PD患者中改善了便秘和部分運動(dòng)癥狀。糞便微生物移植(FMT)在MS患者的小型研究中顯示出降低復發(fā)率的趨勢。但這些都是早期探索,大規模的RCT還在進(jìn)行。

抗氧化劑

白藜蘆醇(存在于葡萄皮中)通過(guò)激活SIRT1通路,減少Aβ的毒性和聚集,增加神經(jīng)發(fā)生,保護BBB。在A(yíng)D患者的臨床試驗中,高劑量白藜蘆醇(每天1-2克)可以降低腦脊液中的Aβ40和Aβ42水平,但胃腸道副作用限制了使用。

維生素E、omega-3脂肪酸、褪黑素等補充劑在觀(guān)察性研究中與較低的認知下降風(fēng)險相關(guān),但隨機對照試驗的結果并不一致。這可能是因為這些抗氧化劑的口服生物利用度低,很難在腦內達到有效濃度。

納米粒子靶向遞送

納米粒子(NP)可以包裹藥物,穿越BBB,將藥物精準遞送到炎癥病灶。脂質(zhì)體納米粒子包裹的siRNA靶向TNF-α mRNA,在A(yíng)LS小鼠模型中降低了脊髓中的TNF-α水平,延緩了疾病進(jìn)展。

外泌體是天然的納米粒子。間充質(zhì)干細胞來(lái)源的外泌體(MSC-Exos)攜帶抗炎miRNA(如miR-146a、miR-124),可以抑制小膠質(zhì)細胞的M1極化。在A(yíng)D小鼠模型中,鼻腔給藥的MSC外泌體可以分布到全腦,減少Aβ斑塊和磷酸化tau,改善認知。而且外泌體沒(méi)有活細胞的致瘤和栓塞風(fēng)險,是很有前景的無(wú)細胞治療策略。

基因治療

siRNA/ASO:靶向C9orf72(ALS和額顳葉癡呆最常見(jiàn)的遺傳突變)的反義寡核苷酸(ASO)在I期臨床試驗中顯示出安全性,并降低了腦脊液中的聚(GP)蛋白水平(突變產(chǎn)生的毒性二肽重復蛋白)。但長(cháng)期療效還需要更大樣本的驗證。

CRISPR基因編輯:在HD動(dòng)物模型中,利用AAV遞送CRISPR-Cas9在紋狀體中敲除突變亨廷頓基因,可以顯著(zhù)減少聚集物形成并改善運動(dòng)功能。但脫靶編輯和免疫原性仍然是臨床轉化的主要障礙。

神經(jīng)退行性疾病的干細胞療法

這是這篇綜述的重點(diǎn),也是目前最受關(guān)注的方向。為了徹底了解干細胞技術(shù)如何用于治療神經(jīng)退行性疾病,我們必須了解不同的干細胞特征如何與疾病機制相互作用(圖5)。

圖5:干細胞療法對神經(jīng)系統疾病的神經(jīng)保護潛力的示意圖
圖5

間充質(zhì)干細胞(MSC):MSC不主要通過(guò)分化成神經(jīng)元來(lái)發(fā)揮作用,而是靠旁分泌和免疫調節。

在A(yíng)D模型中,鞘內注射人臍帶MSC(UC-MSC)的小鼠,大腦中的小膠質(zhì)細胞活化標志物(Iba-1)和星形膠質(zhì)細胞標志物(GFAP)顯著(zhù)降低,氧化應激指標(MDA)下降,抗凋亡蛋白(Bcl-2)升高。行為學(xué)上,這些小鼠在水迷宮實(shí)驗中找到平臺的潛伏期縮短,表明學(xué)習記憶能力改善。

在PD模型中,靜脈注射MSC可以增加紋狀體中的多巴胺水平,保護黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元免于凋亡。機制上,MSC分泌的GDNF是關(guān)鍵——GDNF是多巴胺神經(jīng)元最有效的生存因子。在6-OHDA損毀的大鼠模型中,MSC移植組的旋轉行為(阿樸嗎啡誘導)從術(shù)前的8-10轉/分鐘降低到2-3轉/分鐘。

在MS中,MSC通過(guò)抑制T細胞增殖、誘導Treg生成、促進(jìn)M2小膠質(zhì)細胞極化,減輕了EAE(實(shí)驗性自身免疫性腦脊髓炎)模型的脫髓鞘和癱瘓。

神經(jīng)干細胞(NSC)和iPSC來(lái)源細胞:與MSC不同,NSC可以直接分化成丟失的神經(jīng)元類(lèi)型,實(shí)現結構修復。

在帕金森病中,移植人類(lèi)多能干細胞(ESC或iPSC)來(lái)源的多巴胺能祖細胞進(jìn)入患者殼核,已經(jīng)在多個(gè)臨床試驗中開(kāi)展。2024年發(fā)表的日本京都大學(xué)I/II期試驗(Nature)顯示,7例患者中有4例在24個(gè)月隨訪(fǎng)時(shí)運動(dòng)癥狀改善,PET證實(shí)移植細胞存活并產(chǎn)生多巴胺,無(wú)腫瘤形成。中國的同類(lèi)試驗也在進(jìn)行中。

在A(yíng)LS中,移植脊髓來(lái)源的NSC可以分化成星形膠質(zhì)細胞,為運動(dòng)神經(jīng)元提供支持。Neuralstem公司的NSI-566細胞系(人脊髓來(lái)源NSC)在I期試驗中被植入ALS患者脊髓灰質(zhì),結果顯示安全,部分患者的功能下降速率減慢。

干細胞治療的挑戰:細胞存活率低(移植后第一周可能死亡90%以上)、致瘤風(fēng)險(尤其是iPSC來(lái)源細胞)、免疫排斥(異體細胞)、最佳劑量和給藥途徑不明確、長(cháng)期安全性數據缺乏。盡管如此,MSC因其良好的安全性和易于獲取,已經(jīng)進(jìn)入了許多臨床試驗,而多能干細胞來(lái)源的產(chǎn)品則面臨更嚴格的監管。

五、結論

神經(jīng)炎癥是連接蛋白聚集、線(xiàn)粒體功能障礙、氧化應激、突觸丟失和神經(jīng)元死亡的核心樞紐。靶向神經(jīng)炎癥并不需要完全“消除”炎癥——那會(huì )破壞正常的防御功能——而是需要把失衡的M1/M2、A1/A2比例重新調回來(lái)。

目前最有希望的抗神經(jīng)炎癥策略包括:針對NLRP3或TLR的小分子抑制劑、基于外泌體的miRNA遞送、以及干細胞(特別是MSC)的免疫調節作用。干細胞治療的優(yōu)勢在于它不是一個(gè)單一的靶點(diǎn),而是通過(guò)分泌多種因子整體性地調節微環(huán)境,這符合神經(jīng)炎癥網(wǎng)絡(luò )的復雜性。

但要真正進(jìn)入臨床,還需要解決:如何在正確的時(shí)間窗口干預(早期比晚期有效)、如何實(shí)現BBB穿透(靜脈注射MSC大部分被肺截留,鞘內或鼻腔給藥可能更優(yōu))、以及如何建立預測療效的生物標志物(如腦脊液中的TREM2、NfL)。

未來(lái)的治療很可能是組合拳——基因編輯糾正遺傳缺陷,干細胞調節微環(huán)境,納米粒子靶向遞送抗炎藥物。而這一切的基礎,是我們對神經(jīng)炎癥機制的深入理解。

六、常見(jiàn)問(wèn)題

參考資料:Adamu A, Li S, Gao F and Xue G (2024) The role of neuroinflammation in neurodegenerative diseases: current understanding and future therapeutic targets. Front. Aging Neurosci. 16:1347987. doi: 10.3389/fnagi.2024.1347987           

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