06.18 Stem Cell Reports:临床级hESC来源的神经细胞,改善帕金森猴运动障碍

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临床级hESC来源的神经细胞,可有效地改善帕金森猴的运动症状,而且没有出现肿瘤反应和其他严重不良反应。

人胚胎干细胞(human Embryonic Stem Cells,hESCs)具有多向分化潜能,在特定条件下,可以分化为机体几乎所有的细胞类型,因此是用于组织器官再生的理想种子细胞。在hESC诞生二十年来,已有多项研究成果表明hESC分化的功能细胞可以用于黄斑变性、心脏病、糖尿病和神经类疾病的治疗【1】。

帕金森病是一种多发于中老年人的神经退行性疾病,主要由大脑黑质区多巴胺神经细胞的特异性死亡导致,传统治疗方法无法使神经细胞再生,也无法阻止余下神经细胞的继续死亡。通过向缺损区域补充多巴胺能神经细胞,有可能恢复或重建原有的功能。大量基于啮齿类模型的研究表明hESC分化的多巴胺神经细胞可在体内存活并发挥一定功能,但这些细胞在灵长类体内的长期安全性和有效性尚缺少足够数据【2-4】。

6月14日,中科院干细胞与再生医学创新研究院胡宝洋课题组与周琪课题组合作在 Stem Cell Reports 杂志在线发表了题为Human Clinical-grade Parthenogenetic ESC-derived Dopaminergic Neurons Recover Locomotive Defects of Nonhuman Primate Models of Parkinson’s Disease的研究论文。该研究利用猴模型评价了hESC来源的神经细胞用于治疗帕金森病的安全性和有效性,展示了长达两年的评价数据,表明hESC分化的神经细胞相对安全且有明显效果,能用于帕金森病的治疗。

Stem Cell Reports:临床级hESC来源的神经细胞,改善帕金森猴运动障碍

在本项工作中,研究人员首先通过神经毒素输注制备了帕金森病猴子模型,同时利用临床级hESC分化出中脑多巴胺能神经细胞,在经过严格质检后这些细胞被移植到帕金森猴脑内,并进行长期的跟踪评价。研究人员通过影像学手段,结合脑切片和血液生化检测结果证明植入的细胞没有发生过度增殖或形成肿瘤。进一步染色分析表明,植入的细胞可以在动物体内长期存活并进一步分化成熟(下图)。

Stem Cell Reports:临床级hESC来源的神经细胞,改善帕金森猴运动障碍

最重要的是,这些细胞能有效地改善帕金森猴的运动症状,而且没有出现肿瘤反应和其他严重不良反应。这些数据为开展相关临床研究提供了有力的支撑。目前,该团队启动了利用hESC分化的中脑多巴胺能神经细胞治疗帕金森病的临床研究,部分患者的病情已有明显改善。

Stem Cell Reports:临床级hESC来源的神经细胞,改善帕金森猴运动障碍

临床级人胚胎干细胞分化的多巴胺神经细胞的临床前评价示意图

据悉,王昱凯博士,朱宛宛博士和博士研究生吴孟华为该论文的共同第一作者,周琪研究员和胡宝洋研究员为共同通讯作者。

参考文献:

1. Grealish, S., Diguet, E., Kirkeby, A., Mattsson, B., Heuer, A., Bramoulle, Y., Van Camp, N., Perrier, A.L., Hantraye, P., Bjorklund, A., et al. (2014). Human ESC-derived dopamine neurons show similar preclinical efficacy and potency to fetal neurons when grafted in a rat model of Parkinson's disease. Cell Stem Cell 15, 653-665.

2. Kirkeby, A., Nolbrant, S., Tiklova, K., Heuer, A., Kee, N., Cardoso, T., Ottosson, D.R., Lelos, M.J., Rifes, P., Dunnett, S.B., et al. (2017). Predictive Markers Guide Differentiation to Improve Graft Outcome in Clinical Translation of hESC-Based Therapy for Parkinson's Disease. Cell Stem Cell 20, 135-148.

3. Kriks, S., Shim, J.W., Piao, J., Ganat, Y.M., Wakeman, D.R., Xie, Z., Carrillo-Reid, L., Auyeung, G., Antonacci, C., Buch, A., et al. (2011). Dopamine neurons derived from human ES cells efficiently engraft in animal models of Parkinson's disease. Nature 480, 547-551.

4. Trounson, A., and DeWitt, N.D. (2016). Pluripotent stem cells progressing to the clinic. Nat Rev Mol Cell Bio 17, 194-200.

原标题胡宝洋/周琪合作团队利用胚胎干细胞分化的神经细胞改善帕金森猴运动障碍》


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