快讯| 科学家利用胎盘干细胞来治疗早产儿结肠炎等多种疾病

该项研究中最突出的发现之一是两种补充和维持肠道屏障的关键细胞群的显著改善。

近日,根据外媒报道,美国维克森林再生医学研究所(WFIRM)的科学家们正在尝试用人类胎盘来源的干细胞疗法来攻克新生儿坏死性小肠结肠炎,结果显示,胎盘干细胞疗法在该疾病中有着光明前景。这为坏死性小肠结肠炎的治疗开辟了令人振奋的新途径,希望有朝一日胎盘干细胞治疗可以为患儿的长期健康生活奠定坚实的基础。


https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/wfbm-sct042721.php

胎盘干细胞有效阻止肠道损伤

在这项研究中,肠道损伤的动物模型在出生后32小时和56小时,实验组腹腔注射胎盘干细胞,对照组腹腔注射生理盐水,在第四天时,评估动物的肠道损伤情况。研究人员发现胎盘干细胞疗法有效阻止了肠道损伤的进展,并在细胞和组织水平促进了肠道损伤的愈合。



该项研究中最突出的发现之一是两种补充和维持肠道屏障的关键细胞群的显著改善,在坏死性小肠结肠炎中,这两种肠细胞群显著缺乏,致使肠道屏障的功能大大受损。胎盘干细胞疗法将这些细胞群重建至健康水平,从而使肠道能够正确形成功能性屏障,以抵抗细菌入侵感染。

胎盘干细胞与新生儿肠道疾病的治疗

坏死性小肠结肠炎是一种好发于早产儿的致死性肠道疾病,是早产儿死亡的重要原因。早产儿的肠道异常脆弱,而坏死性小肠结肠炎会影响到10%的早产儿,在他们肠道发育的关键时期,引起及其严重的感染和死亡,该疾病治疗方式有限,且效果不尽如人意。

坏死性小肠结肠炎的病因尚未明确,可能是由早期细菌定植,过度的炎症反应以及不成熟的肠道组织共同作用的结果。当肠道屏障被病菌入侵并引起感染和炎症时,该疾病就会发生。坏死性小肠结肠炎急需有效的治疗方法以改善这些患儿的生存和健康。



2007年,威克森林再生医学研究所(WFIRM)的科学家率先鉴定出来自羊水和胎盘的干细胞,为疾病和损伤的治疗提供了新的希望。在过去的十年中。研究者们在坏死性小肠结肠炎的预防策略上取得了重大进展,降低了坏死性小肠结肠炎的发病风险,然而不幸的是,对于已经形成的肠道损伤,几乎没有有效的治疗措施。因此,研究人员们将研究重点转移到人胎盘干细胞的治疗潜力上。

《美国生理学杂志》收录了一篇胎盘干细胞方面的研究,该研究的主要作者Victoria G. Weis博士表示:“在我们最新的研究中,我们证实了胎盘干细胞疗法可以介导该疾病导致的肠道损伤的修复,这种修复发生于肠道内的屏障细胞中,这也代表了潜在的新治疗靶点。”

高级研究作者,医学博士兼WFIRM主任Anthony Atala表示,人胎盘来源的干细胞是一种新颖的研究工具,可以用来修复损伤或完全抵抗疾病, “我们的实验结果表明,干细胞治疗可以促进肠道愈合。在肠道损伤疾病模型中,将其作为早期干预措施可能会使婴儿产生更好的耐受性,并且还可能避免疾病进展至需要手术的晚期。”

胎盘干细胞与多系统疾病的治疗

随着越来越深入的科学研究,胎盘干细胞的神秘面纱也在被逐渐揭开,胎盘干细胞已经被广泛应用到多系统的多种疾病的治疗研究当中。即将展现在我们面前的,可能是为患者们带来痊愈和健康的巨大宝藏。

心血管疾病:胎盘干细胞在心肌梗死治疗中表现出巨大的潜力,并且可以促进肢端缺血患者的血管再生。一项来自日本信州大学的研究评估了胎盘干细胞在体外分化为心肌细胞的能力。研究人员用荧光标记胎盘干细胞,发现胎盘干细胞可以整合到心肌梗死组织区域中,并且成功分化为心肌细胞[1]。在用胎盘干细胞疗法修复受损的左心室心肌时,在不减少心肌壁厚度的情况下,明显减少了左心室的疤痕[2]。



骨骼肌肉疾病:胎盘干细胞在骨骼肌肉疾病中也有着重要治疗意义,国外一项研究已发现,胎盘干细胞是一种新型的具有生肌潜力的细胞来源[3]。胎盘干细胞不仅可以促进肌纤维的再生,还可以通过分泌血管生长因子以及通过募集内皮细来胞促进血管生成[4]。这些研究表明胎盘干细胞具有治疗骨骼肌变性的可能性,特别是由于肌营养不良蛋白缺乏导致肌纤维变性而引起的杜兴氏肌营养不良症。



神经系统疾病:神经系统疾病是医疗界的难题之一,已有前临床研究显示,胎盘干细胞具有神经保护作用和神经再生作用,这可能与生长因子的分泌有关。实验结果表明,来自胎盘干细胞的条件培养基对大鼠脑皮层细胞具有神经营养作用[5]。帕金森病与大脑黑质中多巴胺能神经元的损失有关,将体外胎盘干细胞分化而来的神经前体细胞移植到纹状体中,可以使脑室内下区域的内源性神经生长能力增强[6]。多发性硬化症是中枢神经系统的另一种神经退行性疾病。在多发性硬化的自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型中,研究人员观察到胎盘干细胞脑室内移植5天后,小鼠临床症状显著改善,移植后14天,小鼠病情不再继续发展和恶化,长期观测发现胎盘干细胞治疗的小鼠生存期明显延长[7]。



肝脏疾病:胎盘干细胞移植入肝脏后会分泌基质金属蛋白酶(MMP),刺激纤维蛋白溶解并增加白介素IL-10的浓度。在肝病小鼠模型中,胎盘干细胞移植可以使肝脏炎症,纤维化和肝细胞凋亡减少[8]。这为肝脏纤维化以及肝硬化的治疗提供了希望。



眼表疾病:胎盘干细胞也应用于角膜和结膜的修复。研究人员已经使用胎盘干细胞来源的角膜上皮细胞移植了9名全角膜缘干细胞缺乏症患者的9只眼,结果发现他们的视力得到了改善,并在2-5天内使角膜上皮完全形成[9]。这也在全国角膜供体紧缺的背景下,为眼表疾病患者打开了另一扇窗。

小结

胎盘干细胞在越来越多医学领域被证明对疾病有不容小觑的治疗潜力。胎盘干细胞分化能力强,数量充足,使用方便,增殖能力强,培养后数目可达10亿,可以供多人多次使用,并且不易产生免疫排斥反应,同时,血缘关系越亲近,生物利用度会越高,使用的效果越好。胎盘的采集简便易行,不会引起母亲和新生儿任何不适的感觉或产生任何不良的影响。过去胎盘通常作为废物丢弃,而现在,胎盘中的干细胞越来越受到人们的重视,被认为是宝贵的生命再生资源。

参考文献

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[2] Ishikane S, Ohnishi S, Yamahara K, et al. Allogeneic injection of fetal membrane-derived mesenchymal stem cells induces therapeutic angiogenesis in a rat model of hind limb ischemia. Stem Cells 2008;26:2625e33. http://dx.doi.org/10.1634/stemcells.2008-0236.

[3] Park TS, Gavina M, Chen C-W, et al. Placental perivascular cells for human muscle regeneration. Stem Cells Dev 2011;20:451e63. http://dx.doi.org/10.1089/scd.2010.0354.

[4] Akizawa Y, Kanno H, Kawamichi Y, et al. Enhanced expression of myogenic differentiation factors and skeletal muscleproteins in human amnion-derived cells via the forced expression of MYOD1. Brain Dev 2013;35:349e55. http://dx.doi.org/10.1016/j.braindev.2012.05.012.

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[6] Park S, Kim E, Koh SE, et al. Dopaminergic differentiation of neural progenitors derived from placental mesenchymalstem cells in the brains of Parkinson’s disease model rats and alleviation of asymmetric rotational behavior. Brain Res 2012;1466:158e66. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2012.05.032.

[7] Fisher-Shoval Y, Barhum Y, Sadan O, et al. Transplantation of placenta-derived mesenchymal stem cells in the EAE mouse model of MS. J Mol Neurosci 2012;48:176e84. http://dx.doi.org/10.1007/s12031-012-9805-6.

[8] Manuelpillai U, Tchongue J, Lourensz D, et al. Transplantation of human amnion epithelial cells reduces hepatic fibrosis in immunocompetent CCl₄-treated mice. Cell Transplant 2010;19:1157e68. http://dx.doi.org/10.3727/096368910X504496.

[9] Nakamura T, Inatomi T, Sotozono C, et al. Transplantation of autologous serum-derived cultivated corneal epithelial equivalents for the treatment of severe ocular surface disease. Ophthalmology 2006;113:1765e72. http://dx.doi.org/10.1016/j.ophtha.2006.04.030.


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