干细胞移植治疗阿尔茨海默病的研究进展及展望 摘要: 阿尔茨海默病是一种缓慢进展的不可逆的老年性脑部退行性疾病， 传统药物治疗效果欠佳，干细胞移植技术的出现为其提供了一个新的治疗手段。关键词: 阿尔茨海默病; 干细胞; 移植阿尔茨海默病( Alzheimer s disease, AD) 是1906年德国医生阿尔茨海默发现的一种神经退行性疾病，老年起病，痴呆症状呈不可逆性的缓慢进展，现已成为继心血管疾病、肿瘤和脑卒中之后威胁老年人健康的4位杀手之一。其主要的病理改变为脑内广泛的神经元缺失、广泛的神经纤维缠结(主要成分为高度磷酸化的tau蛋白)1及-淀粉样蛋白过度沉积等2。阿尔茨海默病传统治疗方法如药物治疗和免疫治疗等方法，均不能改变阿尔茨海默病患者的病理改变，只能某种程度上改善患者的症状，自1998年成功获得人胚胎干细胞3后，干细胞治疗阿尔茨海默病逐渐被医学界认识并广泛开展了大量的研究，本文就干细胞治疗阿尔茨海默病的研究进展及未来的展望做一综述 。1、干细胞的种类及功能：1.1 神经干细胞（NSCs）：主要存在于中枢神经系统，具有很强的自我更新和分化潜能，可分化成神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等多种细胞，由于其具备强大的分化更新能力及迁移播散能力，被认为是治疗AD的理想选择4， Park D等在一项研究中5 发现移植的 NSCs 可以迁移到 大脑皮层、海马、纹状体等不同的区域，并能分化产生神经元和星形胶质细胞，并检测到 AD 大鼠模型的脑脊液中乙酰胆碱水平明显升高，由此改变AD大鼠的学习和认知能力。NSCs 还能通过促进脑源性神经营养因子（BDNF）的释放发挥神经保护作用6，还能够分泌一些细胞粘附分子，表现出免疫样功能；抗淀粉样蛋白生成、及作用于炎性细胞 等7。1.2 间充质干细胞 (HmeSCs)1.2.1 骨髓间充质干细胞( MSCs)：Lee 等8在研究中向阿尔茨海默病模型小鼠大脑内移植骨髓间充质干细胞，1个月后结果显示，病模鼠颅内-淀粉样蛋白水平下降，大脑皮质和海马处的tau蛋白明显降低，并由此改善了小鼠的空间记忆力和认知功能的损害。Dezawa 等09 发现在 MSCs 中转染 Notch 胞内区域并随后给予营养因子培养, 可使MSCs 分化产生大量神经元。由于骨髓间充质干细胞有创的取材方式及取材数量的局限性，限制了骨髓间充质干细胞临床应用。1.2.2 脂肪间充质干细胞：脂肪间充质干细胞较骨髓间充质干细胞有更低的衰老率，且同样具有神经分化潜能10。目前，脂肪间充质干细胞诱导出的神经细胞可以直移植到阿尔茨海默病患者脑内发挥作用，有研究表示脂肪间充质干细胞也可以诱导成胆碱能神经细胞，移植入阿尔茨海默病患者脑内发挥治疗作用11。脂肪间充质干细胞来源丰富，免疫原性低，极易分化为神经细胞的特点有可能使其成为治疗阿尔茨海默病的应用较广的多能干细胞。1.2.3 脐带间充质干细胞( UCB-MSCs)：脐带间充质干细胞具有稳定的免疫学特性和无毒性12，Zhang 等13 从人类脐带中分离出脐带间充质干细胞( UCB-MSCs)。 并将分离出的UCB-MSCs 在神经诱导培养基中培养 14 d,同时给予海马胆碱能神经刺激肽,结果表明，人的UCB-MSCs 可以分化产生功能性胆碱阳性细胞,由此可以说明UCB- MSCs 可作为细胞移植治疗 AD 的细胞来源。Richard等14将UCB-MSCs与p淀粉样多肽处理的海马神经元共培养后，用于移植治疗AD大 鼠模型，结果发现其能够促进海马神经元存活，促进AD模型鼠 认知功能恢复。不过脐带来源的间充质干细胞，由于其来源短缺，也会阻碍其在临床的应用。1.2.4 其他来源的间充质干细胞：国内有学者通过实验证明，通过尾静脉移植人羊膜间充质干细胞，可以增加阿尔茨海默病模型小鼠脑组织中星形胶质细胞和神经干细胞以及神经元细胞的表达，进而弥补阿尔茨海默病病程中丢失或损伤的神经细胞，对阿尔茨海默病模型小鼠有积极的治疗效果。1.3 胚胎干细胞( ESCs)： ESCs 是 1998 年分离得到并建系的，是一种全能细胞,增殖能力强,并能分化产生各类细胞。此外,人类 ESCs 细胞不仅在治疗 AD 方面具有巨大潜能,并且也可用于 AD 发病机制的研究。但是由于其潜在的致 瘤性、供受体间的组织不相容性、伦理及来源等问题，限制了 其应用。1.4 诱导性多能干细胞( iPSCs): iPSCs 是一种多潜能细胞，主要通过基因转染技术而获得15 。由于iPSCs 直接来源于病人体细胞,理论上以 iPSCs 移植为基础的治疗方法不产生免疫排斥反应,也不会引发伦理问题。2、干细胞移植治疗方法：目前，常用的干细胞移植治疗方法有以下几种：（1）、单纯干细胞移植治疗：该方法是将通过各种方法提取和获得的干细胞通过各种途径直接用于移植 治疗，并以此对治疗效果及作用机制等进行研究。（2）、细胞治疗结合基因治疗：Li等16将神经生长因 子(NGF)等过表达于NSCs后移植治疗AD，均取得了较理想的研究成果。（3）协同治疗：有研究者通过BNDF联合注射、联合药物氟西汀等处理协同作用，增强干细胞的治疗作 用。3、干细胞移植治疗AD的展望：近年来干细胞移植治疗AD收到了学者们的广泛关注，并取得了一定的进展，但仍存在很多需要进一步研究的问题，如何选择高效、安全、可用于临床的干细胞；如何使各种干细胞能够精准的向神经细胞分化；如何把握移植细胞种类、移植方式和时间、移植细胞数目、有否安全隐患及疗效等，都是待解决的问题。与基因工程相结合，以干细胞作载体，把生长因子等导入干细胞中表达后再移植是新的研究趋势，相信未来干细胞移植治疗AD技术会给患者带来新的希望。 但是干细胞移植治疗AD用于临床还有很多问题还需要解决。 但是随着干细胞生物学的深入研究和对 AD疾病机制的进一步揭示,相信干细胞移植技术应用于 AD 的临床治疗会取得迅速发展。参考文献：1Hampel H,Wilcock G,Andrieu S,et al.Biomarkers for Alzheimers disease therapeutic trials. Progress in Neurobiology. 2011;95(4):579-593.2Broersen K, Jonckheere W,Rozenski J,et al.A standardized and biocompatible preparation of aggregate-free amyloid beta peptide for biophysical and biological studies of Alzheimers disease.Protein Engineering,Design&Selection.2011;24(9): 743-750.3Thomson JA,Itskovitz-Eldor J,Shapiro SS,et al.Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human Blastocysts. Science. 1998;282:1145-1147.4Kim S U, Lee H J, Kim Y B. Neural stem cell-based treatment for neurodegenerative diseases J. Neuropathology, 2013, 33 ( 5 ): 491 - 504.56、Park D, Lee H J, Joo S S, et al. Human neural stem cells over- expressing choline acetyltransferase restore cognition in rat model of cognitive dysfunction J. Exp Neurol, 2012, 234(2): 521 - 6.6Blurton-Jones M, Kitazawa M, Martinez-Coria H, et al. Neural stem cells improve cognition via BDNF in a transgenic model of Alzheimer disease J. Proc Nati Acad Sci USA, 2009, 106(32): 13594 - 9.7Fan X, Sun D, Tang X, et al. Stem-cell challenges in the treat- ment of Alzheimer s disease: A long way from bench to bedside J. Med Res Rev, 2014,34(5):957 - 78.8Lee JK ,Jin HK,Endo H,et al.Intracerebral Transplantation of Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Reduces Amyloid-Beta Deposition and Rescues Memory Deficits in Alzheimer s disease Mice by Modulation of Immune Responses. Stem Cells.2010;28: 329-343.9Dezawa M, Kanno H, Hoshino M, et al. Specific induction of neuronal cells from bone marrow stromal cells and application for autologous transplantation J. J Clin Invest, 2004, 113 ( 12 ): 1701 - 10.10Hermann A, Gastl R, Liebau S,et al. Efficient generation of neural stem cell-like cells from adult human bone marrowstromal cells.Journal of Cell Science. 2004;117(19): 4411-4422.11Niu Y,Gong K,Ao Q,et al.Adipose derived mesenchymal stem cell transplantationfor Alzheimers disease.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu.2009;13(27):5389-5391.12Lazarov O, Marr RA. Neurogenesis and Alzheimers disease: at the crossroads. Experimental Neurology.2010; 223(2): 267-281.13Zhang L, Tan X, Dong C, et al. In vitro differentiation of human umbilical cord mesenchymal stem cells ( hUCMSCs), derived from Wharton s jelly, into choline acetyltransferase ( ChAT)-positive cells J. I