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MMR | 湖南师范大学卢明团队揭示TGF-β1介导缺氧预处理嗅粘膜间充质干细胞改善帕金森病模型和患者的神经功能恢复

iNature  · 公众号  ·  · 2024-07-29 00:00

主要观点总结

文章介绍了帕金森病的特征以及间充质干细胞在治疗中的潜力。湖南师范大学的研究团队针对临床级低氧预处理嗅粘膜间充质干细胞(hOM-MSCs)在帕金森病模型和患者神经功能恢复方面的作用进行了研究。研究发现hOM-MSCs分泌的转化生长因子-β1(TGF-β1)在调节多巴胺能神经元恢复中起关键作用,为PD治疗提供新的策略。

关键观点总结

关键观点1: 帕金森病特征

帕金森病是一种神经退行性疾病,特征是黑质中多巴胺能神经元的变性。免疫系统失调在PD的易感性和进展中起关键作用。

关键观点2: 间充质干细胞在治疗中的潜力

间充质干细胞已成为治疗神经损伤的有前途的方法,但其潜在机制在帕金森病治疗中仍不清楚。

关键观点3: hOM-MSCs的研究

湖南师范大学的研究团队研究了临床级低氧预处理嗅粘膜(hOM-MSCs)对帕金森病模型和患者神经功能恢复的影响,以及它们对PD小鼠模型的预防作用。研究采用了多种技术评估hOM-MSCs的效用,并介绍了I期临床试验的结果。

关键观点4: TGF-β1的关键作用

研究发现hOM-MSCs分泌的TGF-β1在调节多巴胺能神经元线粒体功能恢复中起关键作用,通过改善小胶质细胞免疫调节和自噬稳态来实现。

关键观点5: PD治疗的策略

hOM-MSCs的治疗和预防可能是帕金森病的一种有前途且有效的神经保护策略。TGF-β1可以单独使用或与hOM-MSCs疗法联合用于治疗PD。


正文



iNature


帕金森病(PD) 是一种神经退行性疾病,其特征是黑质(SN)中多巴胺能神经元的变 性。 间充质干细胞(MSCs)已成为治疗各种神经损伤的有前途的治疗方法,但关于它们在PD中的应用的报道有限,其潜在机制仍不清楚。

2024年7月22日,湖南师范大学卢明、 段答及 Tan Dean共同通讯( 卓毅为第一作者 )在 Military Medical Research 发表题为“ TGF-β1 mediates hypoxia-preconditioned olfactory mucosa mesenchymal stem cells improved neural functional recovery in Parkinson’s disease models and patients ”的研究论文, 研究了临床级低氧预处理嗅粘膜(hOM)-MSC 对PD模型和患者神经功能恢复的影响,以及对PD小鼠模型的预防作用 为了评估hOM-MSCs暴露诱导的神经炎症反应和神经功能恢复的改善,该研究采用了单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)、高通量测序转座酶可及染色质测定(ATAC-seq)联合全长转录组亚型测序(ISO-seq)和功能测定。

该研究介绍了参加 I 期首次人体临床试验的初始患者队列的结果,该试验评估了hOM-MSC移植对严重PD患者的脊柱内移植的安全性和有效性。一项功能测定发现,hOM-MSCs分泌的转化生长因子-β1(TGF-β1)在调节多巴胺能神经元的线粒体功能恢复中起着关键作用。这种效果是通过改善SN中的小胶质细胞免疫调节和自噬稳态来实现的,这与神经炎症反应密切相关。 这些发现为TGF-β1参与介导hOM-MSCs对PD神经功能恢复的有益作用提供了令人信服的证据。 hOM-MSCs的治疗和预防可能是PD的一种有前途且有效的神经保护策略。 此外,TGF-β1可以单独使用或与hOM-MSCs疗法联合用于治疗PD。

帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,其特征是黑质(SN)中多巴胺能神经元的变性。 免疫系统失调也已成为PD易感性和进展的关键因素,在过去十年中越来越受到关注。帕金森病的特征是含有路易体(LBs)的多巴胺能神经元死亡,LB主要由SN中的α-突触核蛋白(α-Syn)聚集体组成,在尸检中作为明确的诊断特征。 在整个疾病进展过程中,错误折叠的α-Syn成为LB的主要成分,并以类似朊病毒的方式扩散到大脑的各个区域。
小胶质细胞是大脑免疫系统的第一道防线,在中枢神经系统(CNS)的炎症反应中起着关键作用。 错误折叠的α-Syn蛋白与小胶质细胞表面受体结合,激活它们并引发持续的炎症反应。由于对帕金森病病因的了解有限,对症临床治疗传统上依赖于药物干预。然而,长期口服左旋多巴可导致不良反应,而耐药性通常使这种治疗无效。尽管这些方法可部分缓解PD患者的症状,但深部脑刺激手术引起的神经核破坏可能导致不可逆的神经损伤。
随着干细胞技术的进步,神经修复和再生已成为可行。间充质干细胞(MSCs)是具有旁分泌、免疫调节和多向分化潜力的成体干细胞,然而,涉及间充质干细胞的研究已将其重点从细胞替代转向多靶点治疗。探索帕金森病的免疫调节为确定减轻或逆转神经退行性变化的新治疗靶点和策略提供了机会。2010年,研究人员发现,从人鼻粘膜中分离出的嗅觉粘膜(OM)来源的间充质干细胞是间充质干细胞的优质来源。 自2015年以来,研究团队一直在对自体人类OM-MSC进行全面研究,并成功开发了完整的培养系统。
hOM-MSCs分泌TGF-β1的图形机制(图源自 Military Medical Research
间充质干细胞治疗的成功与否取决于细胞的存活率、归巢细胞的数量以及体内植入后的免疫调节作用。炎症性免疫性疾病损伤部位的微环境以过度炎症、氧化应激和缺氧为特征,这对间充质干细胞的疗效构成重大挑战。在体外扩增过程中,MSCs在常氧条件下培养,血清浓度范围为10-20%。 然而,在植入疾病模型或患者后,间充质干细胞会遇到缺氧或缺血的微环境。 为缺氧预处理的间充质干细胞开发优化的培养方案,以提高其存活率、归巢能力和旁分泌效应,为旨在克服与基于间充质干细胞的治疗相关的一些挑战的研究提供了一条有希望的途径。
研究进行了一项开创性研究,以调查临床级缺氧预处理 OM-MSC(hOM-MSCs)对 PD 模型和患者神经功能恢复的影响,以及它们对PD小鼠模型的预防作用。为了评估hOM-MSCs 暴露诱导的神经炎症反应和神经功能恢复的改善,我们采用了单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq)、高通量测序转座酶可及染色质测定 (ATAC-seq) 联合全长转录组亚型测序 (ISO-seq) 和功能测定。 此外,研究介绍了参加 I 期首次人体临床试验的初始患者队列的结果,该试验评估了 hOM-MSC 移植对严重 PD 患者的脊柱内移植的安全性和有效性。

参考消息:
https://doi.org/10.1186/s40779-024-00550-7

END

内容为 【iNature】 公众号原创,

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