人臍帶間充質干細胞治療阿爾茲海默癥細胞模型的作用及機制分析.pdf

1、阿爾茲海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種國際公認的難治性神經退行性疾病，并且是引起老年癡呆常見的病因。其主要病因尚無定論。就目前研究來看，其病因假說多達30多種，主要包括家族史、性別、腦外傷、教育水平低、甲狀腺相關疾病、生育年齡、病毒感染等。其主要的病理學變化是由 APP蛋白降解為Aβ并過度沉積引起的老年斑（SP），以及微管相關蛋白Tau過度磷酸化而引起的神經纖維纏結（NFTs）。其主要的臨床表現為學習能力減退

2、、認知功能障礙和記憶力的下降，這些癥狀都嚴重影響著患者及家屬的生活質量。目前AD患者在世界范圍內多達18，000，000人，隨著人們壽命的延長，這一數量將繼續(xù)增長。所以，加快AD的治療研究刻不容緩。雖然目前臨床上已有一些對癥治療的藥物，可以暫時緩解患者癥狀，但并不能完全控制病情的發(fā)展、改善患者認知功能或改善預后。這不僅是目前AD及其治療方法研究的困擾，同時也是研究新型藥物或治療方法的有利契機。
　　就目前的研究看來，干細胞治療為多

3、種衰老相關的疾病帶來了福音。干細胞治療是一種先進的醫(yī)學技術，這種技術是將健康的干細胞通過特異途徑移植到患者體內，通過不同的作用機制，達到修復受損組織或替換受損細胞的目的。所以干細胞治療為一些疑難雜癥帶來了治療或治愈的希望。同時，干細胞本身來源廣泛，其移植治療的范圍也非常廣泛，已有研究證實其在治療神經系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病和血液病等方面都有顯著的療效。干細胞由于其自我更新和多向分化的潛能，曾被醫(yī)學界譽為“萬用細胞”，這就表示，其潛能還有待

4、進一步開發(fā)，其作用還可以更加廣泛的應用于疾病的治療中。
　　那么干細胞治療是否可以運用于AD的治療呢？就目前的研究看來，這種治療方法是可行的，已經有大量的實驗研究和臨床研究證實，干細胞治療對包括AD在內的多種神經系統(tǒng)疾病有治療作用。目前針對AD的不同種類的干細胞治療主要包括：間充質干細胞（MSCs）,神經干細胞（NSCs），胚胎干細胞（ESCs），以及誘導的多能干細胞（iPSCs）。其中，NSCs，ESCs，iPSCs在動物模型和

5、體外水平的研究中雖然發(fā)揮一定治療特性，但它們來源有限、不易分離獲得、體外擴增受限、免疫排斥、倫理學受限等方面的缺陷使其很難開展進一步的臨床研究，甚至使其進入人體干細胞治療的理想遙遙無期。但是關于MSCs的研究很多，不僅有大量的文獻支持，而且已有臨床實驗的開展。MSCs具有增殖能力強、易于分離獲得、多向分化、免疫原性低、免疫調節(jié)、旁分泌等特點，成為AD干細胞治療的種子細胞。目前不同組織來源的MSCs均有相關實驗研究的開展，包括牙髓、臍血、

6、臍帶、脂肪、骨髓、胎盤等。這一現狀一方面肯定了MSCs對AD模型的治療效果，另一方面揭示了MSCs較其他種類的干細胞具有更多優(yōu)越性，包括來源廣泛、作用途徑和機制多樣等。就研究現狀來看，MSCs對神經系統(tǒng)疾病的治療機制研究包括免疫調節(jié)，多向分化，調節(jié)微環(huán)境等，這些機制都離不開其強大的分泌作用，這些功能也可能正好對癥于AD，通過調節(jié)神經元微環(huán)境，調節(jié)免疫反應，甚至分化為神經元等途徑發(fā)揮作用。
　　在不同組織來源的MSCs中，人臍帶華通

7、膠中分離出的間充質干細胞（hUC-MSCs）具有已經被證實對神經系統(tǒng)疾病有治療效果，其中包括AD. hUC-MSCs來源于產后廢棄組織，較其他來源的MSCs更易獲得，并且分離方法簡單，體外擴增能力強，得率高，多向分化的能力也很強。這使其在眾多種類的MSCs中更具有優(yōu)越性。同時，在clinic trail網站上已經有兩項關于hUC-MSCs治療AD的臨床實驗的登記，更加說明這種干細胞治療的潛在優(yōu)勢和可行性。
　　但是，就目前的研究看

8、來，hUC-MSCs治療AD的機制問題尚無定論?；谄浔旧淼奶卣骱驮谄渌愋偷纳窠浵到y(tǒng)疾病的研究機制，我們關注到了hUC-MSCs的分泌作用。因為hUC-MSCs的免疫調節(jié)、營養(yǎng)支持、促分化、促血管形成、調節(jié)微環(huán)境、促其他干細胞增殖分化等特點，都與其分泌因子息息相關。所以有人認為這種治療作用主要由其分泌作用調節(jié)發(fā)揮。但是hUC-MSCs到底分泌了什么？在分泌譜中，又是那一種因子在AD中發(fā)揮關鍵的治療作用呢？這兩個問題是貫穿整個課題的核心

9、問題。
　　為了解答這兩個核心問題，我們的實驗設計如下：首先，我們利用岡田酸（OA）對神經母細胞瘤細胞系（SH-SY5Y）進行損傷，建立AD細胞模型，并在細胞形態(tài)、超微結構、細胞增殖和凋亡比例和蛋白水平對模型的穩(wěn)定性和可行性進行驗證。之后用hUC-MSCs的條件培養(yǎng)基對模型進行治療，同樣通過上述幾種方式對治療效果進行驗證。在肯定了hUC-MSCs的條件培養(yǎng)基對模型的治療效果之后，進一步探討這種治療作用的機制。我們采用蛋白高通量篩選

10、的方法獲得了hUC-MSCs分泌因子的表達譜，再結合目前相關研究的調研，發(fā)現其分泌的IL-6，HGF，ANG，sgp130等因子可能在修復AD模型中發(fā)揮關鍵作用。為了進一步探討這些因子的介導作用，我們再次利用損傷模型進行驗證，結果發(fā)現HGF和 IL-6在hUC-MSCs分泌譜中作用關鍵，可能是介導AD細胞模型修復的關鍵因子。最后，為了進一步明確HGF和IL-6的介導治療的作用，我們再次通過細胞水平、超微結構以及細胞活性等實驗進行驗證。結

11、果證實，HGF和IL-6在hUC-MSCs的分泌譜中高表達，并且介導了hUC-MSCs對AD的治療作用。
　　這一研究的意義在于：首先驗證了hUC-MSCs對AD細胞模型的治療作用，并且這種治療作用是通過其分泌因子發(fā)揮的。其次，明確揭示了hUC-MSCs的分泌譜，并將其分泌因子進行了定量分析。再次，驗證了hUC-MSCs對AD細胞模型的治療作用是通過其分泌的HGF和IL-6介導的。
　　該部分研究在今后具有廣泛的應用前景。就