小鼠實(shí)驗(yàn)表明康復(fù)訓(xùn)練促進(jìn)移植神經(jīng)細(xì)胞成熟與環(huán)路重建。?潘光錦團(tuán)隊(duì)供圖

中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員潘光錦團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院教授胡昔權(quán)團(tuán)隊(duì)，以缺血性腦卒中（MCAO）動(dòng)物為模型，在神經(jīng)干細(xì)胞治療方面展開深入合作，在神經(jīng)干細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促進(jìn)移植神經(jīng)細(xì)胞的體內(nèi)成熟和動(dòng)物行為學(xué)功能修復(fù)方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究1月13日發(fā)表于《干細(xì)胞報(bào)告》。

腦卒中已成為世界范圍內(nèi)成人致死和致殘的主要病因之一，中國(guó)人腦卒中的發(fā)病率和死亡率更是全球最高。隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，腦卒中患者的生存率得到提高，但在存活患者中80%以上遺留神經(jīng)功能障礙，如最常見的運(yùn)動(dòng)感覺功能障礙。目前尚無有效的治療手段。

“以神經(jīng)干細(xì)胞為代表的細(xì)胞替代治療有望為相關(guān)疾病的治愈帶來希望。然而，移植的神經(jīng)干細(xì)胞能否與宿主神經(jīng)系統(tǒng)整合，是否具有體內(nèi)功能仍然備受質(zhì)疑，嚴(yán)重阻礙了神經(jīng)干細(xì)胞治療的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。”潘光錦表示，現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)家普遍認(rèn)識(shí)到人神經(jīng)細(xì)胞的體內(nèi)成熟需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，大部分研究顯示需要半年至1年以上，這樣很容易錯(cuò)失了腦卒中后康復(fù)的最佳時(shí)間窗口。

該研究發(fā)現(xiàn)術(shù)后及時(shí)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以顯著促進(jìn)移植人神經(jīng)干細(xì)胞分化及成熟，并與宿主神經(jīng)元形成神經(jīng)環(huán)路，將這一過程縮短至1-3個(gè)月。細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)組在腦梗死體積、神經(jīng)元分化成熟以及宿主神經(jīng)血管再生等多項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于損傷對(duì)照組、單細(xì)胞移植和單運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)方面也表現(xiàn)最佳。

進(jìn)一步機(jī)制研究表明，該組合介入手段創(chuàng)造了一個(gè)有利于神經(jīng)元存活和再生的腦內(nèi)微環(huán)境：損傷灶神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子水平顯著增加，血管生成增強(qiáng)，同時(shí)炎癥和氧化應(yīng)激水平顯著下降；另一方面，神經(jīng)突觸（神經(jīng)元之間的聯(lián)系）和神經(jīng)可塑性具有活動(dòng)依賴性的特點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起相關(guān)神經(jīng)突觸活動(dòng)水平和神經(jīng)遞質(zhì)水平顯著上升，從而促進(jìn)了損傷神經(jīng)環(huán)路的重建和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練因其非侵入性、安全低風(fēng)險(xiǎn)以及無副作用等特點(diǎn)，目前已被廣泛用于大腦損傷后的恢復(fù)。該研究進(jìn)一步表明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以促進(jìn)移植細(xì)胞的成熟和整合，神經(jīng)干細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的組合介入有望為相關(guān)神經(jīng)疾病提供新型治療方案，對(duì)推動(dòng)神經(jīng)干細(xì)胞的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用具有積極意義。

該論文通訊作者為潘光錦和胡昔權(quán)，中山大學(xué)博士生吳睿、中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院副研究員郭宜平和中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院醫(yī)師張麗穎為該論文共同第一作者。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.12.006

來源：《干細(xì)胞報(bào)告》