脑健康保卫战?
看干细胞如何应用于脑部疾病治疗!
目前,许多神经系统疾病难以治愈,病患常常遭受瘫痪、丧失社交功能、生活困难等折磨,给社会和家庭带来沉重的负担。促进神经功能恢复和延缓疾病进展是难治性神经疾病的主要治疗目标。
近年来,干细胞作为一种医学新趋势,在脑部疾病的治疗研究中已经取得了成效。
今天就让我们来科普一下干细胞是如何助力脑部疾病的治疗,帮助更多的人了解脑部疾病治疗的最新前沿进展。
01
基本概念
——干细胞
1、什么是干细胞?
存在于人体哪些地方?
2、干细胞从何而来?
3、干细胞的特性
4、干细胞的任务
5、干细胞的分类
间充质干细胞荧光照片
01
基本概念
——脑科学
脑科学(brain science)也被称为神经科学(neuroscience),是研究大脑结构与功能的学科。
1、神经科学相关学科
现代神经科学不过百年历史,相比于传统理科,神经科学是一门异常交叉的学科。
2、神经科学研究层次
脑科学试图通过对分子和细胞的研究理解神经环路和神经系统的工作原理,进而理解个体的行为和认知过程,同时通过演化的研究和物种的比较理解大脑认知功能的目的性和优缺点,最终把一切囊括到一套理论框架中,达到对大脑的统一理解。
其中,分子与细胞神经科学层次就是研究神经系统中的分子(离子通道、神经递质等)和细胞(各种类型的神经元、胶质细胞等),神经疾病和神经系统的发育主要是在这个层面进行研究。也是我们今天讨论的重点。
02
神经干细胞
人脑作为神经系统的中枢,就像一个高级总指挥官,将指令下达给身体各部位,指挥人体进行阅读、吃饭、跑步等各种行动。
上世纪九十年代,科学界普遍认为只有胚胎期和新生儿的神经具备再生能力,而成年人大脑和脊髓中的神经元损伤后几乎无法自我修复,脑神经细胞的损伤死亡不可再生。
基于这种观点,长期以来人们对于中枢神经系统疾病采取传统药物和手术治疗,却一直没有取得飞跃性进展。
1、神经干细胞概念
1992年,病理学家Reynolds等人从成年小鼠脑中分离出能在体外分裂增殖且具有多种分化潜能的细胞群,打破了神经细胞不可再生的传统理论,提出了“神经干细胞”的概念。
1997年《Science》杂志将其概念总结为:具有分化为神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞的能力,能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。
2、研究“争议”及技术“难点”
科学家前期对神经干细胞的研究主要把目光集中在胚胎干细胞,因为神经干细胞来源于胚胎干细胞,且胚胎干细胞具有分化全能性。
但胚胎干细胞在临床试验中的展开,不仅引起了一系列医学伦理学的讨论问题,在技术实施上也遇到了难题。
①从社会学的角度,胚胎干细胞来自胚胎,部分学者认为胚胎具有人的地位,而临床实验的培养使用无异于变相的“谋杀”,存在伦理问题争议。
②在技术实施上,能发育成完整个体的胚胎干细胞过于强大,具有无限增殖的潜能,类似于肿瘤细胞,如今的科研技术水平还无法完全控制胚胎干细胞的分化方向,部分胚胎干细胞移入机体后在生长繁殖过程中,可能具有向肿瘤细胞分化的风险。
因此,目前在脑部病变的治疗前景上来说,属于成体干细胞行列的神经元细胞似乎在实际应用方面看起来更光明,而对于胚胎干细胞的应用还待更进一步的研究观察。
3、神经干细胞的应用价值
神经干细胞的研究虽然在应用上存在风险和争议,但不可忽视的是它在临床应用上具有无比的价值,如何将其更好地投入实际应用是整个神经科学界最为关心的问题。迄今为止,大量动物试验证明,替代和部分重建神经回路是可能的。
03
神经干细胞与脑部疾病
1、脑部疾病
脑部疾病是指因遗传、先天性脑发育不全、脑外伤、脑肿瘤、脑出血、脑梗阻、感染、化学药物中毒等引起大脑神经组织损伤,进而导致患者智力低下、肢体瘫痪甚至大小便失禁等症状体征的一大类疾病。
常见的脑部疾病可分为三大类:
①遗传、先天发育不良造成的小儿脑瘫,智力低下等;
②外伤造成的急性脑损伤后遗症、脑血管病造成的脑中风后遗症等;
③因中枢神经纤维损伤进而造成脑神经细胞衰老退化造成的慢性退行性疾病,包括老年痴呆症、脑萎缩、帕金森病等。
脑部疾病正在越来越严重地威胁着人类健康,据调查,脑梗塞、小儿脑瘫、癫痫、帕金森病等脑病和神经损伤性疾病占人类疾病总数的30%左右。而且脑梗塞、脑出血等还具有高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率等四高的特征。
目前,对于脑部疾病的治疗多以手术与药物治疗为主,但此类疗法无法彻底治愈脑部疾病,且留有后遗症。干细胞具有多向分化潜能、强大的自我复制能力、可移植性强等特性,近年来干细胞移植治疗脑部疾病也成为了医学和生物学研究的热点。
近几年来,神经干细胞在治疗脑梗塞、脑外伤、帕金森、脑出血、脑萎缩、阿尔兹海默病、运动性神经元病、脑瘫、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、运动失调、舞动病、急性感染性多发性神经根炎、小儿麻痹、面瘫、末梢神经障碍等多种疾病上都取得了重大进展。
2、干细胞治疗脑部疾病的研究进展
国内郑州大学第一附属医院使用400万个胚胎干细胞来源的神经前体细胞移植到帕金森病患者体内,这是全球首个使用受精胚胎的胎盘干细胞治疗帕金森病的临床试验,此项目是中国在2015年通过的第一批干细胞临床试验,旨在确保干细胞能够安全和符合伦理标准的前提下应用于临床。
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结语
神经损伤疾病