帕金森的發(fā)生是由于多巴胺耗竭、黑質(zhì)?(SN)?中神經(jīng)元的丟失以及其他大腦區(qū)域的路易體積聚。PD患者在運動能力下降時會出現(xiàn)運動遲緩、僵硬、休息時震顫和步態(tài)不穩(wěn)。深部腦刺激或通過運用DA前體（左旋多巴）來增加DA水平的療法是目前可用于PD的治療選擇。然而，L-DOPA治療對PD的進展影響不大，其療效隨著疾病的進展而降低。同時，也可能出現(xiàn)運動障礙等不良癥狀。體外研究表明，干細胞可以分化為DAn并加速受損DAn的恢復(fù)。

干細胞可按其來源分類：造血干細胞、神經(jīng)干細胞、上皮干細胞、皮膚干細胞、間充質(zhì)干細胞（MSCs）、胚胎干細胞（ESCs）、誘導(dǎo)多能干細胞（iPSCs）和神經(jīng)干細胞。干細胞?(NSC)?。MSCs可以來源于不同的來源，包括成人骨髓、脂肪組織、外周血和各種新生兒出生相關(guān)組織，也可以在體外誘導(dǎo)分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞和其他細胞類型。

間充質(zhì)干細胞是多能非造血細胞，與其他細胞相比具有某些優(yōu)勢。間充質(zhì)干細胞具有最小的免疫原性，沒有畸胎瘤的風險，也沒有倫理問題。另一個優(yōu)勢是它們在個體化治療方面的潛力，因為間充質(zhì)干細胞可以從相同的患者身上獲得，而不會引發(fā)免疫反應(yīng)。此外，間充質(zhì)干細胞移植到人類或動物體內(nèi)后發(fā)生腫瘤的風險較低。

然而，最近的研究表明，間充質(zhì)干細胞的旁分泌作用是由細胞外囊泡 (EVs) 的形成和釋放介導(dǎo)的。外泌體是EV的一種亞型，大小范圍為30至150nm，由所有活生物體細胞分泌。間充質(zhì)干細胞及其外泌體已在世界各地的多項臨床研究中用于治療多種疾病，例如骨骼和軟骨病變、糖尿病、心血管疾病、免疫相關(guān)和神經(jīng)系統(tǒng)問題，以及肺部疾病、腎臟和肝臟。

為什么說干細胞治療帕金森病具有臨床應(yīng)用價值?

在本文中，我們將重點關(guān)注間充質(zhì)干細胞及其外泌體在治療帕金森病中的治療潛力。

帕金森的發(fā)病原理

PD是一種退行性疾病，影響0.3%的人口并導(dǎo)致運動功能進行性損害。錯誤折疊的蛋白質(zhì)，如α-突觸核蛋白，作為一種可能的病理因子，在大腦中異常積聚，導(dǎo)致路易體癡呆、PD癡呆、多系統(tǒng)萎縮和PD。

目前，傳染性病原體、殺蟲劑 、重金屬和農(nóng)村生活已被認為是PD的危險因素。

盡管帕金森病的環(huán)境風險因素引起了很多關(guān)注，但遺傳變量在確定患病可能性方面的作用正變得越來越廣泛。盡管家族性PD占所有病例的不到10%，但多個基因的鑒定導(dǎo)致早發(fā)性PD提供了有關(guān)可能的病理途徑的重要信息。許多其他基因與帕金森病表型有關(guān)。然而，神經(jīng)系統(tǒng)測試經(jīng)常顯示其他體征，例如共濟失調(diào)、肌張力障礙或癡呆。

PD的發(fā)病機制受細胞代謝和蛋白質(zhì)清除的影響。藍斑中去甲腎上腺素能神經(jīng)元的退化可能與抑郁癥和癡呆癥有關(guān)。中縫和暗縫中5-羥色胺能神經(jīng)元的退化也可能導(dǎo)致抑郁癥。

間充質(zhì)干細胞對帕金森病的調(diào)節(jié)作用

最近，在PD患者的大腦和該疾病的動物模型中發(fā)現(xiàn)了自噬系統(tǒng)的失調(diào)，這表明自噬在PD中具有潛在的作用。在PD模型中，MSCs已被證明可以改善a-syn清除并調(diào)節(jié)自噬溶酶體活性。

根據(jù)多項研究，MSCs在響應(yīng)特定的趨化募集并釋放大量生長和免疫調(diào)節(jié)因子后，表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)作用，因此它們可以減輕炎癥并改善組織愈合。因此，間充質(zhì)干細胞的細胞療法已被用于調(diào)節(jié)炎癥和適應(yīng)組織再生，以治療許多神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性疾病，例如帕金森病。

間充質(zhì)干細胞也被認為具有免疫調(diào)節(jié)作用，因為它們可能在免疫系統(tǒng)不活躍時誘發(fā)炎癥，而在免疫系統(tǒng)過度活躍時抑制炎癥。這個過程通常被稱為免疫系統(tǒng)的“傳感器和開關(guān)”。在癲癇和PD動物模型中，MSC治療增加了抗炎細胞因子水平，如轉(zhuǎn)化生長因子-β1 (TGF-β1)、前列腺素E2 (PGE2)、肝細胞生長因子 (HGF)、吲哚胺2,3雙加氧酶 (IDO)、一氧化氮（NO）、白細胞介素4（IL-4）和白細胞介素10（IL-10），同時降低促炎細胞因子水平（如白細胞介素6（IL-6）、白細胞介素1β（IL-1β）、腦和血液中的腫瘤壞死因子-α (TNF-α)) 。與這些發(fā)現(xiàn)一致，有人提出TNF通過增加TNF-α刺激的基因/蛋白6 (TSG-6) 的表達來有效限制小膠質(zhì)細胞活化，從而促進MSCs的免疫抑制能力。

另一方面，一些治療效果似乎依賴于MSC釋放的神經(jīng)營養(yǎng)因子（膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (GDNF)、神經(jīng)生長因子 (NGF)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (BDNF)），這些因子可以抑制DA神經(jīng)元凋亡并通過分泌促血管生成和有絲分裂因子如血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF) 和成纖維細胞生長因子2 (FGF2) 來增強神經(jīng)發(fā)生。

間充質(zhì)干細胞治療帕金森的臨床試驗

骨髓來源的間充質(zhì)干細胞治療帕金森病：在2010年Venkataramana進行的一項前瞻性、不受控制的試點研究中，自體間充質(zhì)干細胞被移植到7名嚴重帕金森病患者的SVZ。選擇這個大腦區(qū)域是因為它擁有最多數(shù)量的參與神經(jīng)發(fā)生的NSC。

統(tǒng)一 PD評定量表 (UPDRS)、Schwab和England (S&E) 以及Hoehn和Yahr (H&Y) 量表用于評估10-36個月期間的臨床情況。據(jù)報道，面部表情、步態(tài)和凍結(jié)期等癥狀在主觀上也有所改善。

2010年，在最近對53名PD患者進行的試驗中，將已分化為多巴胺能細胞的修飾MSC直接插入供應(yīng)黑質(zhì)的股動脈。研究結(jié)果表明，動脈內(nèi)自體骨髓間充質(zhì)干細胞移植是一種安全有效的治療方法，消除了腫瘤發(fā)生和免疫反應(yīng)的風險。使用這種方法治療的患者均未出現(xiàn)嚴重的不良并發(fā)癥這一事實支持了這一點，并且正如研究表明的那樣，所有參與者都能夠在接受間充質(zhì)干細胞輸注后的第二天離開醫(yī)院。

在Canesi等人的另一項初步研究中，五名患有進行性核上性麻痹（一種罕見且嚴重的帕金森病形式）的患者通過腦動脈給藥獲得了骨髓來源的MSCs。所有接受治療的患者在細胞輸注后都存活了一年，除了一名患者在9個月后死于與細胞給藥或疾病進展無關(guān)的原因（意外跌倒）。在一年的隨訪期間，所有接受治療的個體的運動功能評估量表至少保持穩(wěn)定六個月。

2021年末，Schiess等人證實了20名輕度至中度PD受試者靜脈注射骨髓來源的間充質(zhì)干細胞的安全性和耐受性，這些受試者在一年的隨訪間隔結(jié)束時UPDRS評分降低。

人臍帶來源的間充質(zhì)干細胞治療帕金森病：自從2010年的Venkataramana以來，已經(jīng)進行了幾項其他調(diào)查，以使用上述量表確認間充質(zhì)干細胞治療對帕金森病的療效。2011年邱等人對8名PD患者進行了人臍帶來源的MSC (hUC-MSC) 移植，觀察到移植后一個月內(nèi)UPDRS的臨床改善。

三年后的2014年，Wang等人將15名PD（H&Y分期：3 –5）患者納入hUC-MSC移植的實驗計劃，表明干預(yù)后一個月內(nèi)UPDRS顯著下降。2016年，一項在5例PD病例中進行同種異體移植hUC-MSCs靜脈移植的有限試驗報告了類似的結(jié)果，根據(jù)UPDRS，這導(dǎo)致5名患者中有3名在三個月內(nèi)降低了疾病嚴重程度。

最近，在2020年，Boika等人探討了自體間充質(zhì)干細胞移植對12名帕金森病患者的療效。移植后一到三個月評估治療的有效性。UPDRS用于確定運動癥狀的嚴重程度。在移植后期間，他們發(fā)現(xiàn)研究參與者的運動和非運動主訴的嚴重程度在統(tǒng)計學上顯著降低。

脂肪組織來源的間充質(zhì)干細胞治療帕金森病：最近，在2022年初，Shigematsu等人用5-6次重復(fù)輸注自體脂肪組織衍生的間充質(zhì)干細胞治療了3名帕金森病患者，這表明所有三名受試者的UPDRS都有顯著的臨床改善。

外泌體；充當間充質(zhì)干細胞的旁分泌介質(zhì)

外泌體的定義：外泌體是源自內(nèi)體復(fù)合物的EVs。EV根據(jù)其大小、貨物和來源分為三類：外泌體、微泡和凋亡小體。在EV中，外泌體是最小的一類；它們的大小為30到150nm，可以通過離心從所有體液中提取，例如母乳、血液、尿液、羊水和滑液、腹水和胸腔積液。

外泌體核酸：如前所述，miRNA等核酸構(gòu)成了外泌體的重要組成部分。包括PD在內(nèi)的幾種疾病已被證明與基因表達的改變有關(guān)，特別是在miRNA階段。由外泌體產(chǎn)生的miRNA也已被鑒定為可能的診斷標志物和靶向治療劑（圖1）。

圖1：(1) 使用多種技術(shù)將外泌體從細胞培養(yǎng)物和體液中分離出來。(2) 根據(jù)熒光激活細胞分選，它們含有一系列Rab蛋白、四跨膜蛋白、熱休克蛋白、細胞間粘附分子 (ICAM-1)、內(nèi)體相關(guān)蛋白 (TSG101) 以及mRNA和mRNA等核酸(FACS)、質(zhì)譜分析和蛋白質(zhì)印跡

外泌體在帕金森病中的優(yōu)勢

目前還沒有準確的PD診斷方法。外泌體在PD中發(fā)揮兩個作用：診斷標志物和治療劑。

最近，尿液中富含亮氨酸的重復(fù)激酶2 (LRRK2) 突變升高與特發(fā)性PD和認知障礙的強度有關(guān)。另一項研究表明，PD患者的L1細胞粘附分子 (L1-CAM) 濃度要高得多，并且它與腦脊液 (CSF) 中的α-突觸核蛋白水平和tau濃度有關(guān)。PD外泌體中mRNA和miRNA的表達模式可作為疾病的診斷方法。

在治療方面，已發(fā)現(xiàn)DPSC產(chǎn)生的外泌體可預(yù)防PD模型中80%的多巴胺神經(jīng)元死亡。此外，最近對PD模型的一項研究表明，MSC產(chǎn)生的外泌體可以以轉(zhuǎn)錄活性模式保留人腦微血管內(nèi)皮細胞 (HBMEC)，這可能有利于血管生成。

總之，外泌體在治療PD中的應(yīng)用仍處于起步階段，但它們主要應(yīng)用于診斷。盡管目前沒有可靠的基于外泌體的診斷工具可用于PD。

結(jié)論

干細胞移植具有治療帕金森病的潛能，諸多案例顯示間充質(zhì)干細胞移植治療具有可行性和安全性，甚至能阻斷病情的進展，改善臨床病癥。這一案例的報道無疑為廣大帕金森病患者帶來了希望。

近年來，越來越多的研究證實，包括間充質(zhì)干細胞及分泌的外泌體在帕金森方面具有臨床應(yīng)用前景，由此可見，干細胞治療帕金森前景十分可期。

參考資料：

Heris RM, Shirvaliloo M, Abbaspour-Aghdam S, Hazrati A, Shariati A, Youshanlouei HR, Niaragh FJ, Valizadeh H, Ahmadi M. The potential use of mesenchymal stem cells and their exosomes in Parkinson’s disease treatment. Stem Cell Res Ther. 2022 Jul 28;13(1):371. doi: 10.1186/s13287-022-03050-4. PMID: 35902981; PMCID: PMC9331055.

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