人臍帶間充質干細胞移植治療血管性癡呆的研究進展

王毅鵬 金醒昉 (昆明醫科大學附屬延安醫院，云南 昆明 650051)

研究顯示〔1〕，在65歲以上的腦卒中患者中，約1/3在3個月內發展為血管性癡呆(VD)。VD是導致老年性癡呆的第2位原因，發病僅次于阿爾茨海默病〔2〕。成年哺乳動物的神經元缺乏再生能力，損傷后修復相當困難，因此該病的治療成為目前臨床工作的難點。人臍帶間充質干細胞(hUCMSCs)是一種來源廣泛、再生能力強、有較強分化潛能、免疫原性低的干細胞，近年來已經進行了很多基礎和臨床研究，并將人臍帶間充質干細胞用于治療VD，取得了一定的成果。本文就其在VD治療中的研究近況做一綜述。

1 HUCMSCs的來源和優勢

1.1HUCMSCs的來源 臍帶是連接胎兒與胎盤的條索狀組織，其表面有羊膜覆蓋呈灰白色，臍帶中央有一條臍靜脈兩條臍動脈。血管周圍為含水量豐富來自胚外中胚層的膠樣胚胎結締組織，稱為華通膠。臍帶中富含造血、間充質、神經及內皮等多種干/祖細胞〔3〕。HUCMSCs有廣義和狹義之分，廣義的HUCMSCs是指臍帶及其附屬組織的間充質干細胞，來源有4種:①華通膠〔4，5〕;②臍帶血〔6〕;③臍血管周圍組織;④臍靜脈血管內皮下組織〔7，8〕。狹義的HUCMSCs僅指來源于華通膠的間充質干細胞。本文所提到HUCMSCs如無特別說明，均指廣義的HUCMSCs。

1.2HUCMSCs的優勢 HUCMSCs在于:①臍帶為分娩后的廢棄物，取材方便，來源廣泛，對新生兒及產婦均無任何痛苦及不良作用，倫理學爭議少。②HUCMSCs不表達或低表達組織相容性標記，免疫原性低，異體移植無免疫排斥反應或反應較弱，適宜于不同個體之問的移植。③HUCMSCs含量豐富，原代培養即可獲取大量細胞，其分化潛能介于胚胎干細胞和成體干細胞之間，既不會發生自發分化又不會無限增殖而形成畸胎瘤，又易于分化為3個胚層衍生的多種成熟細胞。④與骨髓間充質干細胞相比，不會隨著傳代次數增加和機體年齡增長導致增殖能力和分化能力降低〔8〕。增殖力強，轉染效率高，能穩定表達外源性基因，可作為基因治療的載體〔9〕。⑤易于分離，純度高，相對純凈，擴增時培養體系能統一，便于質控。與干細胞輸注相關的病毒和病原微生物感染率遠低于骨髓移植，易于長期保存。⑥HUCMSCs具有跨胚層向多組織細胞分化的潛能和自我更新的高增殖潛能，有向神經細胞、心肌細胞、成骨細胞等分化的能力使其擁有廣泛的臨床應用前景，為神經系統疾病、心血管疾病和骨缺損等的治療帶來新的希望〔10，11〕。

2 HUCMSCs培養鑒定

間充質干細胞鑒定的標準是由2005年國際細胞治療協會規定的〔12〕:①在標準培養條件下黏附于塑料制品生長;②表達CD105，CD73 和 CD90;不表達 CD45，CD34，CD14(或 CD11b)，CD79a(或CD19)，也不表達主要組織相容性抗原HLA-DR;③在體外培養能分化成為骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞。

3 治療VD的實驗研究

VD是由腦血管因素導致腦組織損害引起的癡呆綜合征，其確切發病機制尚不明確。近年研究提示細胞凋亡可能是VD發生、發展的重要原因之一〔13〕。海馬是大腦邊緣系統的重要組成部分，其CA1區與人類學習記憶關系密切，具有對缺血的選擇易損傷性〔14〕，而持續性腦血流量下降可直接導致神經細胞凋亡。羅永堅等〔15〕研究顯示VD模型組大鼠海馬CA1區在造模后1 w即出現神經元凋亡，到第2周達高峰，至第3周仍有大量神經元凋亡。張麗香等〔16〕研究結果與上述結果相一致。周毅等〔17〕研究顯示VD模型組大鼠造模后2、4、8 w海馬區細胞凋亡率顯著高于對照組，4 w后大鼠海馬細胞凋亡比例有所下降，但仍顯著高于對照組。治療組大鼠靜脈輸注臍血間充質干細胞后大鼠腦海馬凋亡細胞的比例發現有明顯降低。治療組相比于VD模型組大鼠海馬細胞核固縮，線粒體腫脹，軸突水腫、變性、脫髓鞘等病理改變亦明顯減輕，提示治療組輸注間充質干細胞后大鼠腦海馬神經細胞凋亡明顯減輕。實驗結果亦顯示治療組的大鼠主動回避反應比例顯著高于VD模型組，提示治療組學習記憶能力較模型組有較明顯的改善。

膽堿能神經系統是構成學習記憶的主要通路，海馬乙酰膽堿(Ach)含量的持續降低，可能也是VD發生、發展的重要原因之一。Garofalo等〔18〕研究表明，在VD的發病過程中腦組織神經遞質明顯減少，尤其是大腦皮層的Ach及單胺類遞質與VD的智力下降密切相關。楊炯炯等〔19〕研究發現癡呆患者的認知功能受損程度和乙酰膽堿酯酶(AchE)的活性相對增高及Ach合成減少呈正相關。Meck等〔20〕研究發現VD大鼠造模后海馬組織Ach的釋放量較對照明顯下降，并且降低程度與其記憶功能的降低程度呈正相關。Tayebati等〔21〕研究發現通過抑制海馬區Ach的分解增加海馬組織Ach的含量，結果VD模型大鼠海馬組織神經遞質的傳遞功能得到加強，VD模型大鼠學習能力較對照組有明顯改善。向靜等〔22〕研究表明:VD大鼠模型組AchE活性及Ach含量較對照組明顯降低，治療組進行臍血干細胞移植后，不僅膽堿能系統功能有明顯改售，而且主動回避反應比例亦有明顯提高，提示臍血干細胞移植可抑制慢性前腦缺血對行為認知功能的損害，顯著提高大鼠的學習記憶能力。

HUCMSCs的以下功能也可能是治療VD的機制之一:①向神經細胞及血管內皮細胞的分化作用。李瑩等〔23〕研究還發現采用BrdU標記的人臍帶血干細胞定向移植入VD大鼠模型腦組織可以存活。注射周圍區域的大鼠腦內生長相關蛋白陽性細胞顯著增加，證實人臍血干細胞可以在大鼠腦內生長、發育和再生，并有可能刺激移植周圍區域內源性神經干細胞分化或突觸再生。②促血管新生的作用。Liao等〔24〕發現移植臍帶間充質細胞到大鼠腦梗死模型中具有通過血管新生來促進大鼠神經功能恢復的功能。③神經營養因子的分泌。HUCMSCs能表達神經營養因子VEGF、GDNF、BDNF等，可以為受損神經再生提供營養因子〔24，25〕，而VEGF和GDNF等可直接對神經元發揮神經營養或神經保護作用。④抗炎作用。還有研究發現HUCMSCs移植入腦出血大鼠模型腦組織內可抑制炎癥反應、促進血管再生，從而促進神經功能的恢復〔26〕。

4 存在的問題及展望

利用臍帶間充質干細胞移植治療血管性癡呆還需解決很多關鍵問題，主要包括:①需將臍帶間充質干細胞的取材、分離、培養和鑒定方法等標準化，研發新的試劑、鑒定表型標志和建立統一的原始細胞質控標準，從而加速間充質干細胞的研究。②目前的方法分離到的HUCMSCs并不是單一的細胞成分，沒有特異性表型，是一群具有不同特征的混合細胞，需進一步研究如何從混合細胞群中純化。③HUCMSCs移植治療VD的動物模型能否獲得長期的功能恢復。④靜脈輸注的HUCMSCs具體是如何透過血腦屏障的機制并不清楚，移植后的間充質干細胞遷移機制需要進一步明確。⑤HUCMSCs移植入體內受哪些因素調控及具體的調控機制。⑥移植后的間充質干細胞增殖、分化、遷移和重塑的離子通路、信號傳導問題。⑦移植間充質干細胞的存活與周圍神經細胞是否有突觸聯系，能否合成相關的神經遞質。⑧目前用于治療VD的臍帶組織來源的間充質干細胞的主要來源為臍血干細胞，且全部為動物實驗，未見有臍帶間華通膠充質干細胞用于治療VD的動物實驗或者臨床研究報道。

隨著臍帶間充質干細胞的培養和提取技術的不斷進步，臍帶間充質干細胞的應用和發展將會為VD等神經系統疾病的治療開辟新的天地。

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