干细胞疗法如何在中风后再生脑组织How stem cell therapy can regenerate brain tissue after a stroke

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:medicalxpress.com国际 - 英语2026-01-11 04:04:13 - 阅读时长4分钟 - 1629字
本文系统阐述了干细胞疗法在中风后脑组织再生中的突破性进展与挑战。文章指出中风每年导致数百万成人致残,因脑组织再生能力极其有限,传统疗法无法修复神经元损伤。通过回顾1980年代瑞典隆德大学医院对帕金森病患者的干细胞移植成功案例,揭示了再生医学的发展轨迹;重点分析了中风相较于单一神经退行性疾病的特殊挑战——需同时修复多种神经元、胶质细胞及血管网络;详细介绍了基因工程如何通过BDNF等神经营养因子增强移植细胞的轴突生长与突触连接能力;并探讨了诱导多能干细胞技术解决伦理与免疫排斥问题的关键作用,展现了生物学、基因工程与再生医学融合修复受损大脑的科学前景。
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干细胞疗法如何在中风后再生脑组织

每年,数百万人的生活会因中风而突然且迅速地改变。中风发生时,流向大脑的血管受阻,导致神经元死亡。中风是成人致残的主要原因之一,据估计,六分之一的人一生中会经历一次中风。

人脑是我们身体中最复杂的器官。其精密的细胞结构和神经网络赋予了我们语言、记忆和抽象推理能力。但这种复杂性也付出了代价,因为脑组织的再生能力非常有限。与皮肤或肝脏组织不同,死亡的神经元很少被替换。

这正是脑损伤成为众多年龄相关疾病根源的原因。其中最严重且常见的是缺血性中风,由大脑特定区域血流中断引发。尽管急诊治疗的进步提高了存活率,但目前尚无疗法能够修复中风造成的神经元损伤。

康复治疗有助于恢复部分功能,但许多中风幸存者仍面临永久性运动和认知障碍,同时抑郁症、痴呆症及其他神经退行性疾病风险显著增加。然而,随着基于干细胞的疗法发展,这一状况可能很快改变。

新的治疗前景

近几十年来,细胞疗法为再生医学开辟了新一代治疗途径。这类疗法通过引入能够存活、成熟并最终执行已丧失功能的新细胞,实现对受损组织的替换或修复。

这对影响大脑的疾病尤为重要。尽管潜力巨大,再生医学的发展相对缓慢,原因在于需遵守不同地区的法规,同时需要大量资金投入。

关键先例出现在1980年代末的瑞典隆德大学医院(Lund University Hospital),安德斯·比约克伦德(Anders Björklund)和奥勒·林达尔(Olle Lindvall)领导的团队成功将神经干细胞移植到帕金森病患者大脑中。帕金森病是一种神经退行性疾病,其特征是控制身体运动必需的多巴胺能神经元进行性丧失。

结果令人惊叹:通过替换受损神经元,许多患者恢复了十余年运动功能。这些实验首次确凿证明人脑可利用活细胞进行修复。

此后,研究不断推进,技术持续优化,欧洲法规已建立严格框架确保治疗安全性和质量。这类疗法现被归类为先进治疗医药产品。目前全球多项临床试验正延续比约克伦德和林达尔的工作,为帕金森病及其他脑部疾病患者带来希望。

中风的独特挑战

尽管该案例启发了众多研究,中风相较于帕金森病面临不同挑战。缺血性损伤通常范围更广,且不仅影响单一细胞类型,而是涉及多种神经元、胶质细胞和血管网络。

此外,移植细胞仅在患者大脑内存活是不够的——它们必须实现功能性整合。这意味着需要延伸轴突(传递神经冲动的突起)并与幸存神经元建立突触或适当连接,从而融入脑回路。

这类似于重建坍塌的桥梁及其交通系统:连接必须正确建立才能实现信息流动。因此,中风治疗的挑战不仅在于添加新细胞,更在于有效重建脑部连接。

基因工程的前景

此时,基因工程——现代生物学最具变革性的技术之一——发挥了关键作用。该技术可改造细胞,使其更有效、更具抗性或更易融入受损组织。

在我们的研究中,已将编码BDNF(脑源性神经营养因子)蛋白的基因导入移植细胞。BDNF是一种促进大脑发育并增强轴突生长与突触形成的神经营养因子。目标是促进新神经元在受损大脑中的功能性整合,这是确保移植不仅填补空缺,更能恢复神经元通信的关键步骤。

伦理问题

基因操作也引发伦理困境,特别是关于应用界限及其潜在长期影响。前述帕金森病患者的移植曾使用胎儿组织细胞。

如今,得益于2012年诺贝尔医学奖得主山中伸弥(Shinya Yamanaka)发现的诱导多能干细胞(iPS)技术,可从患者自身成体细胞生成干细胞。目前实验室中从皮肤活检获取iPS细胞已很普遍。

这避免了与胚胎使用相关的诸多伦理冲突,并降低了免疫排斥风险。因此,问题已不再是能否改造细胞修复大脑,而是应依据何种标准、在哪些法规下、以何种责任来实施。

医学史由一次次对"不可能"的小胜利铸就。仅仅几十年前,修复中风损伤大脑的设想似乎完全不可想象。如今,得益于生物学、基因工程与再生医学的结合,这一愿景正开始在实验室中成形。尽管挑战犹存,但每项新进展都提醒我们一个核心事实:大脑不仅能够学习,也能被修复。

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