隨著醫(yī)學進步,腦卒中患者的生存率雖然得到了提高,但在存活患者中,80%以上遺留神經(jīng)功能障礙,如常見的運動感覺功能障礙,目前尚無有效治療手段。以神經(jīng)干細胞為代表的細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,阻礙了神經(jīng)干細胞治療的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員潘光錦團隊與中山大學附屬第三醫(yī)院教授胡昔權(quán)團隊,以缺血性腦卒中(MCAO)動物為模型,在神經(jīng)干細胞治療方面展開深入合作,在神經(jīng)干細胞移植結(jié)合運動訓(xùn)練促進移植神經(jīng)細胞的體內(nèi)成熟和動物行為學功能修復(fù)方面取得進展。相關(guān)成果以“Physical exercise promotes integration of grafted cells and function recovery in an acute stroke rat model”為題,發(fā)表在Stem Cell Reports上。
人神經(jīng)細胞的體內(nèi)成熟需要較長時間,大部分研究顯示需要半年至1年以上,容易錯失腦卒中后康復(fù)的最佳時間窗口。研究發(fā)現(xiàn),術(shù)后及時的運動訓(xùn)練可以顯著促進移植人神經(jīng)干細胞分化及成熟,并與宿主神經(jīng)元形成神經(jīng)環(huán)路,將該過程縮短至1-3個月。細胞移植結(jié)合運動訓(xùn)練的實驗組在腦梗死體積、神經(jīng)元分化成熟以及宿主神經(jīng)血管再生等多項指標上明顯優(yōu)于損傷對照組、單細胞移植和單運動訓(xùn)練組,在運動功能恢復(fù)方面也表現(xiàn)最佳。進一步機制研究表明,該組合介入手段創(chuàng)造了有利于神經(jīng)元存活和再生的腦內(nèi)微環(huán)境:損傷灶神經(jīng)營養(yǎng)因子水平顯著增加,血管生成增強,炎癥和氧化應(yīng)激水平顯著下降;神經(jīng)突觸(神經(jīng)元之間的聯(lián)系)和神經(jīng)可塑性具有活動依賴性的特點,運動訓(xùn)練引起相關(guān)神經(jīng)突觸活動水平和神經(jīng)遞質(zhì)水平顯著上升,從而促進了損傷神經(jīng)環(huán)路的重建和運動功能恢復(fù)。
運動訓(xùn)練因其非侵入性、安全低風險以及無副作用等特點,目前已被廣泛用于大腦損傷后的恢復(fù)。該研究表明,運動訓(xùn)練可以促進移植細胞的成熟和整合,神經(jīng)干細胞移植結(jié)合運動訓(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,對推動神經(jīng)干細胞的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用具有積極意義。
該研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。
(廣州生物醫(yī)藥與健康研究院)