随着全球人口老龄化的加剧,阿尔茨海默病(AD)已成为一个日益严重的公共健康问题。据统计,全球目前至少有 5000 万的老年痴呆患者,而在中国,阿尔茨海默病患者也已超 1000 万人,居世界首位,且每年以 30 万以上的新发病例增长。
阿尔茨海默病是一种中枢神经系统变性病,起病隐袭,病程呈慢性进行性,主要表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变及语言障碍等症状,严重影响患者的生活质量,也给家庭和社会带来沉重负担。目前,常用药物的治疗作用主要集中在维持退化的神经元功能,并不能真正治愈该疾病 ,因此,寻找新的治疗方法迫在眉睫。以干细胞疗法为核心的再生医学,为阿尔茨海默病的治疗带来了新的希望。
本文将通过临床案例来介绍,从实验室到病床,干细胞治疗阿尔茨海默病是如何攻克认知困境的。
干细胞通过哪些机制来治疗阿尔茨海默病?
- 细胞替代:神经干细胞具有分化为多种神经细胞类型的能力,包括胆碱能神经元。这些新生成的神经元可以替代因阿尔茨海默病而死亡的神经元,填补神经元缺失的空缺,从而恢复受损的神经环路。
- 神经营养支持:干细胞能够分泌多种神经营养因子,如脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)等。这些因子可以支持现有神经元的生存和功能,增强其抵抗疾病损伤的能力。
- 调节神经炎症:阿尔茨海默病的病理特征之一是神经炎症,干细胞可以通过分泌抗炎因子(如抗炎细胞因子)来调节小胶质细胞和星形胶质细胞的活化,从而减轻神经炎症,改善大脑微环境。
- 促进神经再生和突触形成:干细胞通过分泌神经营养因子和调节神经微环境,可以促进神经再生和突触可塑性,增强神经网络的连贯性,从而改善认知功能。
详情信息请点击(神经干细胞治疗:阿尔茨海默病治疗的方法与机制)
干细胞治疗:攻克阿尔茨海默病认知困境,从实验室到病床
临床案例:脐带间充质干细胞改善阿尔茨海默病衰老加速小鼠模型的空间学习能力和记忆力
2020年7月6日,北京市放射医学研究所实验血液学和生物化学实验室的研究人员在国际期刊《ADVANCED SCIENCE》上发布了一篇《HGF 介导临床级人脐带间充质干细胞改善阿尔茨海默病衰老加速小鼠模型的功能恢复》的研究结果。
本文探讨了临床级人脐带间充质干细胞对 SAMP8 小鼠(一种衰老加速的 AD 小鼠模型)认知能力恢复的影响。功能分析确定 hUC-MSCs 分泌的核心功能因子肝细胞生长因子 (HGF) 在 hUC-MSC 调节的受损神经细胞恢复中起着关键作用,它通过下调过度磷酸化的 tau、逆转脊柱损失和促进 AD 细胞模型中的突触可塑性。
研究结果:
临床级脐带间充质干细胞改善了 SAMP8 小鼠的空间学习能力和记忆力
- 移植 hUC-MSC 2 个月后,对动物进行了一系列行为实验,包括 Morris 水迷宫 (MWM)、穿梭箱、Y 型迷宫、旷场和物体识别,以测试空间学习和记忆能力(图 1A)。
- 在 MWM 任务中,SAMP8-磷酸盐缓冲盐水 (PBS) (P8-PBS) 组的逃逸潜伏期在第 3、4 和 5 天比正常 SAMR1 (R1) 小鼠和 MSC 处理的 SAMP8 (P8-MSC) 小鼠组长得多(图 1D)。
- R1和SAMP8-MSC组小鼠的 典型逃生路线(图 1B、C)及在各象限停留时间(图 1E )在第5天表现出即时性和定向性,而运动速度三组间差异无统计学意义(图1F)。
- 撤去隐藏平台后,以1min内小鼠穿越原平台位置的次数作为平台空间记忆的指标,P8-PBS组小鼠穿越次数明显低于R1和P8-MSC组(图 1G)。
- 在2天的穿梭箱测试中,R1和P8-MSC组小鼠10次成功穿梭中失败次数明显低于P8-PBS组,说明R1和P8-MSC组在光、声、电相关性方面具有更好的学习记忆能力(图 1H)。
- 在旷场测试中,R1组和P8-MSC组在中心区域停留的时间均长于PBS组,而三组之间的运动速度差异无统计学意义(图 1G)。
- 在Y型迷宫测试(图 1I)和物体识别测试(图 1K)中,R1组和P8-MSC组在新臂和探索新物体的时间均长于P8-PBS组,提示R1组和MSC治疗组AD小鼠对原环境的记忆更强。
在实验中,行为学实验结果令人振奋:经 hUC-MSCs 处理的 SAMP8 小鼠,在 Morris 水迷宫、穿梭箱、Y 迷宫、旷场和物体识别等多项测试中,空间学习和记忆能力显著提升。这表明脐带间充质干细胞能够有效改善阿尔茨海默病小鼠的认知功能。
临床案例: Lomecel-B 细胞治疗阿尔茨海默病认知功能改善,生活质量提高,脑损伤减少
2023年12月20日,迈阿密 Longeveron Inc. 宣布了其用于治疗轻度阿尔茨海默病的研究产品 Lomecel-B™ 的 2a 期 CLEAR MIND 试验的更多新临床和生物标志物结果。
数据进一步证实了之前关于 Lomecel-B 可能预防认知能力下降和改善生活质量的发现。除了这些临床发现外,脑部成像还显示,通过体积 MRI 和 DTI 测量,脑部结构得到改善。
- Lomecel-B™(25M x 1 剂量)和合并治疗组(25M x 1 剂量、25M x 4 剂量、100M x 4 剂量,p=0.015)与安慰剂相比,在蒙特利尔认知评估 (MOCA) 方面表现出统计学上显著的改善
- Lomecel-B™ 在简易精神状态检查 (MMSE) 中表现出相对于基线的剂量反应改善(平均值+ SD 增加:最高剂量时为 3.0 + 3.6,39 周)
- Lomecel-B™(100M x 4 剂量)表现出更高水平的生活质量改善,由护理人员观察到并通过阿尔茨海默病相关生活质量量表 (ADRQOL) 进行测量。
阿尔茨海默病中的神经元损失会导致疾病的一个常见特征,例如渐进性萎缩,从而导致脑容量和皮质厚度减少,这可以通过体积 MRI 测量。脑组织损失始于颞叶结构(例如海马体)的减少,然后是脑部其他部位(顶叶、额叶)的萎缩。
- Lomecel-B™(100M x 4 剂量)使整个脑体积损失减少了 49% (p=0.034)
Lomecel-B™(25M x 1 剂量,p=0.015)和合并治疗组(25M x 1 剂量、25M x 4 剂量、100M x 4 剂量,p=0.038)与安慰剂相比,在第 39 周时左海马体积损失显示出统计学上显著的减少(25M x 1 剂量的减少程度为 84%)。 - 与安慰剂组相比,Lomecel-B™(100M x 4 剂量)剂量组的脑容量保存在第 39 周时同时伴有左心室扩大 20% 和右心室扩大 33% 的减少。
- 第 39 周时,通过 DTI 测量的神经炎症水平在所有 Lomecel-B™ 剂量中均低于安慰剂组。
综上所述, CLEAR MIND 研究的结果为轻度阿尔茨海默病患者的进一步发展奠定了坚实的基础。
总结
在探索干细胞治疗阿尔茨海默病(AD)的征程中,我们对临床前研究和临床案例进行深入剖析后发现,干细胞在改善 AD 患者认知功能方面展现出令人期待的潜力。从临床前的动物模型实验,到逐步开展的临床试验,大量数据都指向一个共同结论:干细胞治疗为 AD 患者认知功能的改善带来了新希望。
总之,干细胞治疗阿尔茨海默病在改善认知功能方面展现出了巨大的潜力和前景。随着科学技术的不断进步和研究的深入,相信干细胞疗法将为阿尔茨海默病患者带来更多的希望和更好的治疗选择。未来的研究应继续探索干细胞治疗的机制、优化治疗方案,并加强临床试验的规模和质量,以推动这一领域的发展和应用。
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