近年來，干細胞研究已成為一個具有巨大潛力的開創性領域，有望推動神經再生和神經系統疾病的治療。

近日，國際著名期刊雜志《Cureus》網站刊發了一篇“A Comprehensive Review of the Role of Stem Cells in Neuroregeneration: Potential Therapies for Neurological Disorders”（干細胞在神經再生中的作用的綜合回顧：神經系統疾病的潛在療法）的文獻綜述，該文獻綜述是由DMIHER達塔梅格醫學院發表的[1]。

干細胞作用機制之一（神經再生）：成為治療神經系統疾病的潛在療法

該綜述表明干細胞研究已成為一個具有巨大潛力的開創性領域，有望推動神經再生和神經系統疾病的治療。

01神經系統疾病的簡介與背景

神經系統疾病包括影響大腦、脊髓和周圍神經的各種疾病。這些疾病包括阿爾茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)、中風、脊髓損傷 (SCI) 和多發性硬化癥 (MS)，對全球帶來了重大挑戰，影響了數百萬人，并對他們的生活質量、功能獨立性和死亡率產生了深遠影響。

目前，盡管醫學研究和臨床護理取得了進展，但有效的治療方法仍然有限，主要側重于癥狀管理，而不是治愈或再生方法。

神經再生是修復、替換或再生受損神經組織的過程，對于解決神經系統疾病的根本原因至關重要。中樞神經系統 (CNS) 的自我修復能力有限，因此神經再生成為神經科學和再生醫學的一個重要領域。成功的神經再生可以恢復失去的功能，改善臨床結果，并提高神經系統疾病患者的生活質量。

干細胞研究已成為神經再生領域一個有希望的前沿領域，為各種神經系統疾病提供了潛在的解決方案。干細胞具有獨特的特性，包括自我更新和分化成各種細胞類型的能力，使它們成為再生療法的理想候選者。

目前正在進行臨床試驗，以評估干細胞療法對患有各種神經系統疾病患者的安全性和有效性，早期結果顯示出良好的前景。

本綜述從兩個方面深入分析干細胞在神經再生中的作用及其作為神經系統疾病治療藥物的潛力。

• 一、該綜述全面分析了干細胞在神經再生中的作用，探討干細胞治療神經系統疾病的類型有哪些：包括胚胎干細胞 (ESC)、誘導多能干細胞 (iPSC) 和成體干細胞，以及它們在神經修復中的作用機制。
• 二、該綜述還討論了干細胞研究的未來方向，包括基因編輯、組織工程和個性化醫療方面的進展。為開發有效的神經系統疾病治療方法做出貢獻，并最終提高患者的生活質量。

02哪些干細胞在治療神經系統疾病方面具有潛力

干細胞根據其來源和潛力可分為多種類型，每種類型在神經再生醫學中都具有獨特的特性和應用。本概述目前治療神經系統疾病的干細胞有哪些？

• 胚胎干細胞
• 誘導多能干細胞
• 成體干細胞
• 神經干細胞
• 間充質干細胞
• 造血干細胞

干細胞類型如圖1所示。

03干細胞的神經再生機制

干細胞可以分化成各種神經細胞類型，使其成為神經再生的有前途的工具。當移植到受損的神經組織中時，干細胞可以替代丟失的神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞，有可能恢復丟失的功能并改善神經系統結果。新分化的神經元可以與現有的神經回路建立突觸連接，促進功能整合和恢復。

除了直接的細胞替換外，干細胞還通過神經保護機制促進神經再生。它們分泌各種神經營養因子，促進現有神經元的存活、減少細胞凋亡并增強神經元對損傷的適應力。

此外，干細胞可以通過產生抗氧化劑和調節保護神經元免受損傷的細胞通路來減輕氧化應激，這是許多神經系統疾病的共同特征。免疫系統在許多神經系統疾病的發病機制和進展中起著至關重要的作用。

干細胞還通過旁分泌作用和營養支持促進神經再生。它們釋放神經營養因子（例如，腦源性神經營養因子或BDNF；神經生長因子或NGF；神經膠質細胞源性神經營養因子或GDNF）來支持神經元的存活、生長和分化。這些因子增強了受損神經組織的修復過程。

• 此外，從干細胞向周圍細胞的旁分泌信號傳導可以刺激內源性修復機制，促進神經組織的再生。

最后，干細胞可以增強軸突生長和突觸可塑性，這對于恢復神經系統的連接和功能至關重要。它們通過增強神經元的內在生長能力來促進軸突再生，促進損傷后的軸突再生。

• 此外，干細胞衍生的神經元可以促進突觸可塑性，即突觸隨時間增強或減弱的能力，這對于學習、記憶和神經損傷后的功能恢復至關重要。

04干細胞療法針對特定的神經系統疾病具體機制

干細胞療法對治療各種神經系統疾病有著巨大的前景，包括神經退行性疾病、脊髓損傷、中風、創傷性腦損傷、多發性硬化癥和亨廷頓氏病 (HD) 。

在神經退行性疾病領域，阿爾茨海默氏病是干細胞療法的主要治療目標。來自骨髓間充質基質細胞 (BM-MSC-EVs) 和人類脂肪來源的基質/干細胞 (hASC) 的細胞外囊泡已顯示出減少Aβ42沉積、增加神經元存活率以及提高記憶力和學習能力的益處。

干細胞療法在帕金森氏病方面也取得了有希望的成果。iPSC可用于精確的PD建模，具有患者特異性（最大限度地降低免疫排斥風險），并且在長期觀察中未發現其在腦中形成腫瘤。動物模型顯示中腦多巴胺能神經元增多，成熟的神經元將致密的神經突延伸到宿主的紋狀體，從而改善運動。

MSC療法已在肌萎縮側索硬化癥 (ALS) 治療中獲益，該療法在減緩 ALS進展方面顯示出希望，并顯示出早期療效跡象。誘導分泌神經營養因子的骨髓來源的MSC可增加腦脊液神經營養因子，所有細胞移植都被證明是安全的。

干細胞療法在治療脊髓損傷方面也顯示出潛力。這些療法可以替換丟失的神經元，促進軸突生長，并調節免疫反應，從而創造更有利于再生的環境。

MSC療法已在多發性硬化癥 (MS) 治療中看到有希望的結果，該療法在防止中樞神經系統過度神經膠質瘢痕形成方面比免疫調節藥物更有效。這種療法已引起免疫系統促炎和免疫調節成分的顯著重新調整。

亨廷頓氏病也受益于MSC療法，這種療法顯著影響了運動改善、刺激內源性神經發生、減少神經元丟失和降低亨廷頓蛋白聚集。雖然這些療法顯示出希望，但仍需要進一步研究以優化其療效并確保人類患者的長期安全。

正在進行的臨床試驗和干細胞技術的持續進步為再生醫學在治療神經系統疾病方面的未來帶來了巨大希望。表1顯示了針對特定神經系統疾病的干細胞療法摘要。

神經系統疾病	使用的干細胞類型	機制	主要發現
阿爾茨海默病	骨髓間充質基質細胞、人類脂肪來源基質/干細胞	減少Aβ42沉積，提高神經元存活率	提高記憶力和學習能力
帕金森病	誘導性多能干細胞	分化為多巴胺能神經元，增強中腦功能	多巴胺能神經元增加，運動能力改善
肌萎縮側索硬化癥（ALS）	間充質干細胞	分泌神經營養因子，增加腦脊液神經營養因子	減緩ALS進展，早期療效跡象
脊髓損傷	神經干細胞、間充質干細胞	替換丟失的神經元，促進軸突生長，調節免疫反應	功能改善，具有顯著的運動功能恢復潛力
多發性硬化癥	間充質干細胞	預防神經膠質瘢痕形成，重新校準免疫成分	減少疾病活動，改善生活質量
亨廷頓氏病	間充質干細胞	刺激內源性神經發生，減少神經元丟失	運動能力改善，亨廷頓蛋白聚集減少

05干細胞治療神經系統疾病的臨床試驗和轉換研究

干細胞療法的最新進展促使人們開展了大量臨床試驗來治療神經退行性疾病。本概述重點介紹了已完成和正在進行的試驗、關鍵發現、將臨床前結果轉化為臨床環境的挑戰以及值得注意的案例研究。

干細胞療法已在一系列神經退行性疾病中得到廣泛研究，包括阿爾茨海默病、帕金森病和多發性硬化癥。

2021年，一項綜合審查發現，有33項試驗利用NSC，8項試驗利用分化神經細胞。此外，超過315項注冊臨床試驗針對腦部疾病，其中MSC和HSC發揮著重要作用。值得注意的是，約有102項試驗專門針對MSC，主要用于治療中風、脊髓損傷和多發性硬化癥等疾病[2]。

該項研究發表在“International Journal of Molecular Sciences ”（國際分子科學雜志）上。

2023年，期刊雜志“Cellular and Molecular Neurobiology”（細胞和分子神經生物學）發表一篇利用干細胞作為特定神經退行性疾病的潛在治療方法：綜述[3]。

該項綜述表明間充質干細胞和神經干細胞在治療神經退行性疾病中具有良好的安全性，并有跡象表明其在減緩疾病進展或改善癥狀方面有效。例如，MSC療法已顯示出通過減少疾病標志物和促進神經發生對ALS和HD的潛在益處。

干細胞通過直接替換受損細胞或通過旁分泌信號提供神經保護支持來發揮治療作用，從而增強內源性修復機制。

盡管結果令人鼓舞，但將臨床前研究成果轉化為臨床研究仍面臨重大挑戰。許多試驗缺乏標準化方法，阻礙了結果的比較分析。進行大規模隨機對照試驗的成本高昂，這帶來了可行性挑戰，尤其是對于罕見疾病而言。

此外，了解干細胞療法的監管環境很復雜，可能會影響臨床應用的速度。

神經退行性疾病的干細胞療法領域正在迅速發展，正在進行大量臨床試驗。雖然取得了顯著的成功，早期結果也令人鼓舞，但將這些發現轉化為廣泛的臨床實踐仍面臨巨大挑戰。持續的研究和精心設計的試驗對于確定這些創新療法的安全性和有效性至關重要。

06未來治療神經系統疾病的方向和創新

生物技術的最新進展正在徹底改變各個領域，尤其是在醫學領域。基因編輯領域取得了最重大的突破之一，尤其是隨著CRISPR（成簇規律間隔短回文重復序列）技術的出現。這種革命性的工具可以實現精確的基因組修飾，使研究人員能夠針對特定基因進行治療。

另一個令人興奮的創新領域是3D生物打印和組織工程。該技術通過制造用于移植和藥物測試的復雜組織結構改變了該領域。3D生物打印可以定制模擬細胞外基質的支架，支持細胞生長和分化。

• 與干細胞療法相結合，生物打印可以增強受損組織的再生，為脊髓損傷和心臟病等疾病提供潛在的解決方案。

此外，正在開發新的可生物降解材料以支持組織再生，同時逐漸被人體吸收，從而減少手術切除的需要。生物材料的這些進步增強了組織工程應用成功的潛力。個性化醫療正成為現代醫療保健中一種重要的方法，其重點是根據患者的個人情況量身定制治療方案。

未來的治療模式越來越多地涉及整合各種治療方法。例如，將干細胞療法與神經康復技術和藥物干預相結合可以促進神經系統疾病的康復。這種多學科方法旨在最大限度地發揮干細胞的再生潛力，同時提供支持性護理。

07結論

總之，干細胞研究對神經再生和神經系統疾病的治療具有變革性的潛力。

干細胞具有自我更新和分化成各種神經細胞類型的能力，因此具有獨特的優勢，為解決傳統療法的局限性提供了機會。對神經再生機制的理解不斷進步，加上臨床前和臨床研究的重大進展，凸顯了干細胞療法在恢復神經功能和改善患者預后方面的前景。

隨著我們繼續探索和改進基于干細胞的方法，有望為神經系統疾病提供更有效、更持久的治療方法，最終提高數百萬受這些衰弱疾病影響的人的生活質量。

主要參考資料：

[1]:Deokate N, Acharya S, Patil R, et al. (August 22, 2024) A Comprehensive Review of the Role of Stem Cells in Neuroregeneration: Potential Therapies for Neurological Disorders. Cureus 16(8): e67506. doi:10.7759/cureus.67506

[2]:Sivandzade F, Cucullo L. Regenerative Stem Cell Therapy for Neurodegenerative Diseases: An Overview. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(4):2153. https://doi.org/10.3390/ijms22042153

[3]:Cecerska-Hery?, E., P?ka?a, M., Serwin, N. et al. The Use of Stem Cells as a Potential Treatment Method for Selected Neurodegenerative Diseases: Review. Cell Mol Neurobiol 43, 2643–2673 (2023). https://doi.org/10.1007/s10571-023-01344-6

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