在神經(jīng)科學(xué)與再生醫學(xué)不斷交織發(fā)展的前沿領(lǐng)域，對于帕金森病治療方法的探索始終是研究的重中之重。過(guò)去幾十年間，科學(xué)家們在理解帕金森病的發(fā)病機制方面取得了顯著(zhù)進(jìn)展，明確了多巴胺能神經(jīng)元的進(jìn)行性退變是導致該病的核心病理改變。

基于此，眾多治療策略相繼涌現，藥物治療在早期雖能改善癥狀，但長(cháng)期使用往往伴隨著(zhù)諸多副作用，且無(wú)法阻止疾病的惡化；手術(shù)治療如深部腦刺激等也存在一定局限性。隨著(zhù)干細胞技術(shù)的迅猛發(fā)展，間充質(zhì)干細胞憑借其多向分化潛能、免疫調節特性以及低免疫原性等優(yōu)勢，逐漸成為攻克帕金森病難題的新焦點(diǎn)。

帕金森病治療：基于間充質(zhì)干細胞改造的應用與突破探尋

在神經(jīng)退行性疾病的治療探索領(lǐng)域，帕金森?。≒D）一直是備受關(guān)注的焦點(diǎn)之一。作為一種與年齡密切相關(guān)，主要困擾65歲以上人群的復雜疾病，PD因黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元的退化，導致紋狀體多巴胺（DA）水平下降，從而引發(fā)了一系列運動(dòng)和非運動(dòng)障礙。過(guò)往的治療多圍繞藥物緩解癥狀展開(kāi)，卻難以從根本上解決問(wèn)題。

相比之下，治療帕金森病的細胞療法旨在為患者提供長(cháng)期癥狀緩解并替換退化的神經(jīng)元。

已研究了四種類(lèi)型的干細胞用于治療帕金森?。?a href="http://m.hdzfdxxb.cn/sc/mscs/4780.html">間充質(zhì)干細胞 (MSC)、神經(jīng)干細胞 (NSC)、誘導性多能干細胞 (iPSC) 和胚胎干細胞 (ESC) 。其中，MSC因其多能性、免疫調節作用、自我更新能力、遷移能力、長(cháng)期存活和沒(méi)有倫理問(wèn)題而具有獨特的優(yōu)勢。

但不可忽視的是，基于間充質(zhì)干細胞治療帕金森病的療法面臨著(zhù)諸多阻礙，從技術(shù)層面到安全性考量都有待完善。

基于間充質(zhì)干細胞治療帕金森?。何磥?lái)這些經(jīng)過(guò)處理改造的方法，很關(guān)鍵！

近日，醫學(xué)雜志《Stem Cell Research & Therapy》發(fā)表了一篇“經(jīng)處理的間充質(zhì)干細胞療法在治療帕金森病中的應用”的期刊綜述，在這篇綜述文章中，我們評估了這些改進(jìn)間充質(zhì)干細胞治療帕金森病的方法。

本文獻綜述著(zhù)重圍繞經(jīng)改造的間充質(zhì)干細胞在治療帕金森病中的應用展開(kāi)（圖1），力求在重重困難中找尋其突破的路徑，為改善帕金森病治療現狀貢獻力量。

MSC分泌營(yíng)養因子和細胞因子，有助于組織修復和再生。它們還通過(guò)與免疫細胞相互作用和調節抗炎作用來(lái)調節免疫系統，并促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生，這有助于失去的神經(jīng)元的功能恢復，而不會(huì )引起PD患者的倫理問(wèn)題和致瘤方面的問(wèn)題。

間充質(zhì)干細胞治療帕金森病的臨床前研究簡(jiǎn)要概述

• 骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSC）在小鼠模型中的應用：2001年，Li等選用成年雄性C57BL/6小鼠的骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSC）對MTPT帕金森病模型展開(kāi)治療。通過(guò)立體定向手術(shù)將BMSC注入小鼠紋狀體，在移植一個(gè)月后，這些細胞呈現出酪氨酸羥化酶（TH）免疫反應性，同時(shí)小鼠的行為與神經(jīng)功能均得到改善和恢復。
• BMSC在大鼠模型中的應用及分化誘導：2004年，Dewaza等先是通過(guò)轉染 Notch胞內結構域（NICD）基因，并結合堿性成纖維細胞生長(cháng)因子（bFGF）、福斯高林和睫狀神經(jīng)營(yíng)養因子等營(yíng)養因子對大鼠和人類(lèi)BMSC進(jìn)行處理，使其分化為功能性多巴胺能神經(jīng)元，隨后通過(guò)紋狀體內途徑將其注射到6-羥基多巴胺（6-OHDA）帕金森病大鼠模型中，最終實(shí)現了對運動(dòng)行為的改善。

間充質(zhì)干細胞發(fā)揮治療帕金森病的相關(guān)作用機制探究

抗炎細胞因子的作用：Kim等人通過(guò)研究發(fā)現，MSCs的治療效果與分泌組中的抗炎細胞因子密切相關(guān)。該研究采用抗炎途徑，證實(shí)了人類(lèi)骨髓間充質(zhì)干細胞（hBMSCs）對多巴胺能系統具備保護作用。

不同來(lái)源間充質(zhì)干細胞及多種給藥途徑的嘗試

• 人類(lèi)MSC在6-OHDA動(dòng)物模型中的紋狀體內注射：Blandini及其同事在6-OHDA動(dòng)物模型中進(jìn)行人類(lèi)MSC的紋狀體內注射，結果顯示移植后MSCs能夠存活下來(lái)，并且整合到病變區域，減輕了損傷，最終呈現出明顯的治療效果。
• 大鼠BMSC靜脈注射：Ahmed等人的研究表明，在魚(yú)藤酮PD動(dòng)物模型中，采用靜脈（IV）注射大鼠BMSC的方式，使得巢蛋白基因表達增加，同時(shí)腦內酪氨酸羥化酶（TH）和多巴胺（DA）水平也有所升高。
• 鼻腔內注射MSC的探索：Salama等人針對通過(guò)鼻腔內（IN）注射魚(yú)藤酮建立的大鼠模型，注射了莫里尼克微米氧化鐵（MPIO）標記的MSCs。經(jīng)過(guò)神經(jīng)行為評估發(fā)現治療組有所改善，而且普魯士藍染色呈陽(yáng)性，意味著(zhù)MSCs已成功輸送至腦部，減少了多巴胺能神經(jīng)元的退化。

2010-2022年期間：間充質(zhì)干細胞治療帕金森病的臨床試驗簡(jiǎn)要概述

2010年，Venkataramana在印度開(kāi)展了一項研究項目，通過(guò)將患者自身的骨髓細胞直接移植到大腦的側腦室下區，測試了PD的干細胞療法。在7名患者中，有3名在10至36個(gè)月的隨訪(fǎng)期內通過(guò)統一PD評分量表 (UPDRS)、Schwab和England (S&E) 量表以及Hoehn和Yahr (H&Y) 量表評估運動(dòng)能力有所改善。此外，兩名患者顯著(zhù)減少了左旋多巴的劑量。該治療似乎是安全的，整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有出現重大并發(fā)癥。

2011年，Qiu等人通過(guò)頸動(dòng)脈注射向8名確診為PD的患者（4名男性和4名女性）注射了人臍帶間充質(zhì)干細胞 (hUC-MSC)。治療一個(gè)月后，患者的UPDRS評分下降，表明震顫和僵硬等癥狀有所改善。這項研究沒(méi)有觀(guān)察到副作用。

2014年，Wang等人對15名PD患者進(jìn)行了hUC-MSC移植。研究指出，移植一個(gè)月后癥狀緩解，且沒(méi)有重大副作用，表明干細胞療法具有潛在益處。

2016年，Canesi等人探索了MSC療法治療進(jìn)行性核上性麻痹 (PSP) 的療效，PSP是帕金森病的一種變體，目前尚無(wú)有效的治療干預措施。五名患者接受了來(lái)自骨髓的MSCs，并將其注入腦動(dòng)脈。除一名死于跌倒的患者外，所有患者都保持穩定或表現出運動(dòng)和平衡等運動(dòng)功能有所改善。

同樣在2016年，一項有限的研究通過(guò)靜脈注射了同種異體hUC-MSCs給五名PD患者。這導致三名患者的UPDRS評分在三個(gè)月內得到臨床改善。

2020年，Boika及其同事在一項有限的研究中招募了12名PD患者，其中自體骨髓衍生的MSCs通過(guò)靜脈和鼻腔內注射。治療后一個(gè)月和三個(gè)月時(shí)觀(guān)察到運動(dòng)和非運動(dòng)癥狀均顯著(zhù)改善。

2021年，Schiess等人在20名PD參與者中評估了同種異體hBMSCs的安全性和潛在益處。該研究根據細胞治療后一年隨訪(fǎng)期的UPDRS結果證實(shí)了同種異體間充質(zhì)干細胞的益處。

2022年初，Shigematsu等人在三名PD患者中重復靜脈輸注自體脂肪干細胞 (ADSC) 五到六次。在六個(gè)月的觀(guān)察期內，未報告任何不良副作用，所有參與者的運動(dòng)能力均有所改善（圖2）。

• 2024年干細胞治療帕金森病最新研究進(jìn)展盤(pán)點(diǎn)
• 2020年-2024年干細胞治療帕金森病臨床研究進(jìn)展
• 治療帕金森病的未來(lái)已來(lái)，5個(gè)案例證明干細胞治療帕金森病的安全性和有效性

各種臨床前和臨床研究都調查了 MSC治療的安全性和有效性。MSC已從骨髓、臍帶、脂肪組織和結膜等各種來(lái)源分離出來(lái)，并通過(guò)不同的給藥途徑給藥，例如在PD動(dòng)物模型中通過(guò)紋狀體內 (IS)、鼻內 (IN) 和靜脈內 (IV) 給藥，在PD患者中通過(guò)側腦室下區 (SVZ)、動(dòng)脈內 (IA)、靜脈內 (IV) 和鼻內 (IN) 給藥

一、帕金森病相關(guān)轉錄因子作為一種有前景的治療策略

了解與PD相關(guān)的復雜分子因素可為研究人員提供精確的線(xiàn)索和新見(jiàn)解，以操縱MSCs，特別是在表觀(guān)遺傳和遺傳水平，以產(chǎn)生多巴胺能神經(jīng)元并減緩疾病進(jìn)展。

首先，一些轉錄因子與多巴胺能神經(jīng)元產(chǎn)生密切相關(guān)。

• 像ASCL1、FOXA2、PITX3、LMX1A，在經(jīng)Metadichol處理的人類(lèi)真皮成纖維細胞中表達顯著(zhù)增加，且參與多巴胺能神經(jīng)元的產(chǎn)生。NURR1可調節多巴胺合成和儲存關(guān)鍵基因表達，與FOXA2協(xié)同作用能增強PD小鼠模型中多巴胺能神經(jīng)元的存活率，FOXA2作為輔助激活因子可放大 NURR1 的作用。Pitx3對中腦多巴胺能神經(jīng)元發(fā)育、終末分化及維持很關(guān)鍵，不過(guò)PD患者體內其表達明顯降低，且基因變異與相關(guān)帕金森病類(lèi)型有關(guān)。

其次，部分轉錄因子在PD發(fā)病機制及影響神經(jīng)元存活方面有重要作用。

• 例如P53在細胞應激源（如線(xiàn)粒體功能障礙、氧化應激）作用下被激活，PD患者大腦中其與凋亡相關(guān)蛋白水平升高，針對它治療有望減少神經(jīng)元丟失。DLX1與NuRD復合物成分相互作用，影響染色質(zhì)重塑和基因抑制，其表達變化關(guān)乎多巴胺能神經(jīng)元存活，NuRD的表觀(guān)遺傳調控作用影響PD神經(jīng)退行性進(jìn)展。KLF7對神經(jīng)元正常發(fā)育重要，促進(jìn)相關(guān)轉錄，支持神經(jīng)元健康和發(fā)育，可能影響PD疾病情況。

綜上所述，這些轉錄因子在PD的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中有著(zhù)不同程度的影響，基于它們來(lái)優(yōu)化MSC功能，或許能為PD的治療干預開(kāi)辟一條全新且有效的途徑，為眾多PD患者帶來(lái)新的希望。

二、利用生長(cháng)因子、生物制劑、缺氧和基因工程對MSCs進(jìn)行操作

MSCs的操作和預激活是解決干細胞治療中遇到的挑戰的戰略方法，例如移植效果差、存活率低以及在年齡、疾病和免疫反應等各種宿主條件下療效有限。這些預激活策略旨在增強移植后MSCs的功能、活力、療效和疾病特異性，從而降低健康風(fēng)險和相關(guān)成本。

可以使用各種化學(xué)、物理和生物制劑或通過(guò)特定條件對MSCs進(jìn)行遺傳和表觀(guān)遺傳改造，以提高其療效和安全性。MSC可用于治療不同類(lèi)型的疾病，包括神經(jīng)退行性、自身免疫性、炎癥、皮膚、呼吸道、神經(jīng)肌肉和血液系統疾病。

生長(cháng)因子對MSCs的操作及影響

多種生長(cháng)因子作用：用生長(cháng)因子啟動(dòng)MSCs能增強損傷和疾病愈合、促進(jìn)血管生成等，改善其整體生物學(xué)功能。

• 例如，FGF-2可調節人牙髓來(lái)源MSCs中細胞因子和趨化因子表達，影響再生及治療潛力，在啟動(dòng)MSC進(jìn)行軟骨形成方面也有重要作用；
• TGF-α預處理MSC可改善缺血后心肌功能、減少炎性細胞因子產(chǎn)生；FGF-2、BMP-2和IGF-1等預先處理MSCs，能增強心臟轉錄因子表達，促進(jìn)心肌源性分化，改善心肌損傷治療效果；同時(shí)向MSCs注射VEGF可降低細胞應激標志物，促進(jìn)梗死心臟生長(cháng)和存活；
• SDF-1預先激活MSCs能增加VEGF分泌，利于血管生成；
• KGF在用相關(guān)細胞因子預先激活后，對介導冷凍保存的無(wú)異種人類(lèi)MSCs的保護作用很關(guān)鍵，有助于治愈特定損傷。

生物制劑對MSCs的操作及影響

草藥提取物及生物化合物作用：草藥提取物和生物化合物（如維生素E、姜黃素等）可增強MSCs對氧化應激的抵抗力并支持組織修復，提高其治療潛力。

缺氧對MSCs的操作及影響

缺氧預激活的優(yōu)勢及機制：內源性MSCs天然微環(huán)境氧含量低，缺氧預激活可使MSCs保留干細胞特性，促進(jìn)基因穩定性，增強旁分泌、增殖、存活、遷移和歸巢能力等，減少DNA損傷，還可導致表觀(guān)遺傳修飾，影響基因表達和功能特性。

基因工程對MSCs的操作及影響

操作方法分類(lèi)：MSC的基因工程包括使用病毒（如慢病毒、逆轉錄病毒、腺病毒、腺相關(guān)病毒等）和非病毒（如電穿孔、核轉染、脂質(zhì)聚合物劑、樹(shù)枝狀聚合物、無(wú)機納米顆粒等）方法修改其遺傳物質(zhì)。

具體應用及效果：使用安全載體過(guò)表達粘附分子基因改造的MSC可加速傷口愈合并增強血管生成；經(jīng)過(guò)基因改造表達生長(cháng)因子的MSC，其相應因子產(chǎn)生和分泌增加，再生潛力提高，如表達hBMP-2的MSC可促進(jìn)骨再生和修復；血管生成素修飾的MSCs在缺氧條件下存活率提高，能提高急性心肌梗死大鼠模型的存活率；表達多神經(jīng)營(yíng)養因子的 MSCs可實(shí)現神經(jīng)元存活和軸突生長(cháng)。

總之，通過(guò)上述不同方式對MSCs進(jìn)行操作，能從多方面增強其功能、療效以及安全性等，使其在多種疾病的治療應用中發(fā)揮更大作用。

三、表觀(guān)遺傳操控間充質(zhì)干細胞療法在帕金森病治療中的應用

缺氧預處理的人類(lèi)嗅粘膜間充質(zhì)干細胞治療帕金森病的應用

在2024年，Zhou等人開(kāi)展的研究中：針對PD患者的臨床試驗：選取了5名年齡處于50至80歲、確診患有PD超過(guò)5年且Hoehn和Yahr分級為3或更高的志愿者，對他們實(shí)施鞘內注射來(lái)自自身嗅粘膜的自體人類(lèi)嗅粘膜間充質(zhì)干細胞（hOM-MSC）。

最終結果顯示，志愿者的運動(dòng)功能、情緒以及日?；顒?dòng)都得到了改善，所需的左旋多巴口服維持劑量也顯著(zhù)減少，并且在隨訪(fǎng)期間沒(méi)有發(fā)現嚴重不良事件。同時(shí)，腦脊液和血清分析表明，多巴胺、TGF-β1、IL-4以及IL-10的水平有所升高，而TNF-α 和IL-1β的水平則出現降低。

α-突觸核蛋白刺激MSC的應用

2022年Shin等人的研究發(fā)現：對MSC干性能力及相關(guān)調節的影響：利用α-突觸核蛋白刺激MSC，能夠上調如NANOG、八聚體結合轉錄因子4（OCT4）、Kruppellike因子4（KLF4）和神經(jīng)源性位點(diǎn)Notch同源蛋白（Notch）等轉錄因子，以此增加其干性能力。而且這種刺激還增強了自噬調節微小RNA（miRNA），這些miRNA對于細胞健康和功能十分關(guān)鍵，特別是在PD這類(lèi)神經(jīng)退行性疾病中。

在細胞模型及小鼠模型中的作用體現：與未處理的幼稚MSC相比，在α-突觸核蛋白過(guò)表達的帕金森病細胞模型（SH-SY5Y細胞）中，經(jīng)α-突觸核蛋白處理的MSC展現出更高的神經(jīng)元活力，自噬標志物（如BECN1調節的自噬蛋白1（AMBRA1））也有所升高。將α-突觸核蛋白引發(fā)的MSC注射到α-突觸核蛋白過(guò)表達的PD小鼠模型中，能夠對多巴胺能神經(jīng)元起到顯著(zhù)的保護作用（表1）。

四、基因改造間充質(zhì)干細胞在帕金森病治療中的應用

在2022年，Jiang等人開(kāi)展的研究中：

基因改造及分化確認：對人臍帶間充質(zhì)干細胞（hUC-MSC）進(jìn)行基因改造，使其能夠表達腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子（BDNF），以此增強治療潛力。隨后誘導這些經(jīng)過(guò)基因改造的hUC-MSC分化為多巴胺樣神經(jīng)元，并且確認了核受體相關(guān)因子1（Nurr1）以及酪氨酸羥化酶（TH）等神經(jīng)元標志物的表達情況。

在大鼠PD模型中的效果：將改造后的干細胞移植到6-羥基多巴胺（6-OHDA）大鼠PD模型體內，結果顯示，大鼠紋狀體和黑質(zhì)中的多巴胺（DA）濃度有所增加，同時(shí)這些改造的干細胞還發(fā)揮了神經(jīng)保護作用，使得大鼠的運動(dòng)功能得到了改善。

同樣在2022年，Li等人的研究情況如下：

基因改造內容：利用慢病毒載體對hUC-MSC進(jìn)行改造，使其能夠合成參與多巴胺（DA）產(chǎn)生的三個(gè)關(guān)鍵基因，即酪氨酸羥化酶（TH）、GTP環(huán)水解酶1（GCH1）以及芳香族氨基酸脫羧酶（AADC）。其中，TH負責催化從氨基酸酪氨酸轉化生成左旋多巴（L-DOPA），AADC可將L-DOPA轉化為DA，而GCH1能夠產(chǎn)生四氫生物蝶呤，它是TH酶的輔因子。

在動(dòng)物模型中的成效：當把這些經(jīng)過(guò)改造的、能夠合成相關(guān)關(guān)鍵基因的干細胞（被稱(chēng)為DOPA-MSC）移植到Sprague–Dawley大鼠以及恒河猴的PD模型體內時(shí)，觀(guān)察到紋狀體中的DA水平出現升高，并且動(dòng)物的運動(dòng)技能和相關(guān)癥狀也得到了長(cháng)期的改善（圖3）（表2）。

人們已經(jīng)研究了各種方法，尤其是MSC的遺傳和表觀(guān)遺傳操作，用于治療PD。通過(guò)轉導各種基因進(jìn)行遺傳操作，以及通過(guò)與生物制劑（如姜黃素和各種生長(cháng)因子或缺氧條件）共培養進(jìn)行表觀(guān)遺傳操作，可以改善其功能、移植的功效和安全性以及其在PD治療中的治療特性。

總體而言，通過(guò)對MSC進(jìn)行不同方式的基因改造，并將其應用于PD動(dòng)物模型中，都在一定程度上提高了模型體內多巴胺水平、改善了運動(dòng)功能等，這為后續利用基因改造MSC治療PD的臨床研究提供了有價(jià)值的參考依據。

五、間充質(zhì)干細胞聯(lián)合移植治療帕金森病

Pereira等人通過(guò)鼻腔內注射神經(jīng)毒素MPTP誘導出實(shí)驗性PD模型。一周后進(jìn)行細胞移植操作：

• 操作及目的：將人臍帶間充質(zhì)干細胞（hUC-MSC）以及50%人臍帶間充質(zhì)干細胞（UC-MSC）與50%成纖維細胞的混合物分別注入大鼠右紋狀體，旨在評估細胞純度在治療過(guò)程中的重要性。
• 結果呈現：在未混入成纖維細胞時(shí)，能觀(guān)察到UC-MSC移植產(chǎn)生的治療效果。

Xiong及其團隊圍繞堿性成纖維細胞生長(cháng)因子（b-FGF）對人骨髓間充質(zhì)干細胞（hBMSC）的影響展開(kāi)研究，分體外和體內兩部分：

• 體外部分：將不同劑量（10、20、50和100ng/ml）的b-FGF與hBMSC共培養48小時(shí)，經(jīng)MTT測定發(fā)現細胞的增殖和活力有顯著(zhù)增加。

• 體內部分：進(jìn)一步探究hBMSC與b-FGF共移植對魚(yú)藤酮誘發(fā)的PD大鼠模型的治療效果，結果顯示 hBMSC促進(jìn)了神經(jīng)分化，并且在行為評估中大鼠的旋轉次數有所減少。

總體來(lái)看，間充質(zhì)干細胞聯(lián)合移植治療帕金森病的效果因聯(lián)合的細胞類(lèi)型、具體操作方式等因素而有所不同，部分聯(lián)合方式能取得積極效果，如提高細胞存活率、促進(jìn)神經(jīng)分化、改善運動(dòng)功能等，但也存在像引發(fā)炎癥反應、無(wú)法改善細胞存活與分化等情況，還需要進(jìn)一步深入研究探索更有效的聯(lián)合移植策略。

結論

間充質(zhì)干細胞具有獨特的特性，包括分泌營(yíng)養因子、調節免疫系統、增強受損組織以及不存在倫理問(wèn)題，因此作為一種再生醫學(xué)形式具有重大前景。然而，仍然存在一些挑戰，例如移植后存活率低、植入不良和生長(cháng)動(dòng)力學(xué)有限。

因此，以各種方式操縱MSCs對于克服這些障礙至關(guān)重要，使間充質(zhì)干細胞的臨床應用更接近現實(shí)，特別是在治療帕金森病方面。

基于MSCs的治療方法有望為PD患者提供長(cháng)期有效的癥狀緩解，甚至有可能從根本上修復受損的神經(jīng)組織，改善患者的病情。這將極大地改善PD患者的生活質(zhì)量，減輕社會(huì )的醫療負擔，為神經(jīng)退行性疾病的治療開(kāi)辟新的道路。

參考資料：Ekrani ST, Mahmoudi M, Haghmorad D, et al. Manipulated mesenchymal stem cell therapy in the treatment of Parkinson’s disease. Stem Cell Research & Therapy. 2024 Dec;15(1):476. DOI: 10.1186/s13287-024-04073-9. PMID: 39696636; PMCID: PMC11657756.

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