黄斑变性,糖尿病,帕金森病,脊髓损伤,肾脏疾病,帕金森病等都是困扰医学界的问题,也给患者带来巨大的痛苦,可以带来突破性的治疗进展,非干细胞疗法。
20年来,人类一直在等待干细胞为身体提供各种“备用部件”以减轻患者的病情。现在,在干细胞研究的轨道上,人体的哪些预期“部分”正在向前发展,谁将是第一个越过终点线?

二十年前,科学家从人类胚胎中分离出干细胞。与其他类型的干细胞不同,这些干细胞具有“多能性”,这意味着如果给出正确的信号,它们可以被诱导分化成体内的几乎所有细胞类型。从那时起,科学家们一直期待有朝一日能够创造出多种干细胞“部位”,可以取代人体组织,减轻患者的痛苦,这无疑将彻底改变医学。

尽管干细胞治疗在寻找安全有效的方法之前仍然是一个值得关注的领域,但科学家们已经在干细胞潜能的发展方面迈出了非常重要的一步,已有20年。
目前,科学家在治疗黄斑变性,糖尿病,帕金森病,皮肤病,脊髓损伤,肾病等领域取得了可喜的进展。一些“修复”身体损伤的干细胞“部分”正沿着研究轨道向我们走来......

黄斑变性


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黄斑变性是与年龄相关的视力丧失的最常见原因,并且可能的治疗正在进入临床试验。
在澳大利亚,大约七分之一的50岁以上的人患有黄斑变性。具体而言,如果眼睛后部的细胞部分(即黄斑)受损,则中心视力将受到影响,导致患者视觉功能下降,这将影响阅读,驾驶和人脸识别。
黄斑中具有真正“视力”的细胞实际上可能是完整的,但是在小区域中对暗细胞的损害可导致视力丧失。这些细胞被称为“视网膜色素上皮细胞”或“RPE细胞”,它们的功能是为具有高视网膜活性的细胞提供食物并去除废物。

由于所需的RPE细胞数量实际上非常少,多能干细胞很容易发展成这样的精确组织,长期以来,黄斑变性一直是干细胞领域最受欢迎的研究对象。目前,诸如英国和日本等国家正在进行临床试验,以确定在实验室中用人胚胎干细胞或诱导多能干细胞制备的RHE细胞替换缺陷型RPE细胞是否有助于改善患者视力。
在这个早期阶段,安全性是最关键的问题。细胞移植可能由于技术原因导致视网膜脱离,导致视力进一步丧失。好消息是,去年5月,两名患有黄斑变性的英国患者在参加临床试验后视力得到改善,并没有显示出明显的副作用。
 

皮肤病


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皮肤干细胞长期以来一直是严重烧伤的皮肤移植物的治疗来源。

2017年11月,一份报告成为头条新闻。据报道,一名7岁的叙利亚男孩哈桑因遗传性皮肤病死亡,并通过基因纠正移植的皮肤干细胞获救。

哈桑现在与家人住在德国。他严重的大疱性表皮松解症(EB)被称为“最严重的皮肤病”,影响全世界约50万人。该疾病可能由18种不同基因的突变引起,这些基因破坏了上表皮和下层真皮的组合。因此,皮肤像蝴蝶的翅膀一样容易撕裂,因此它也被称为“蝴蝶病”。

当哈桑出生时,皮肤开始起水泡。当他7岁时,细菌感染带走了80%的浅表皮肤。为了挽救他的生命,接受治疗的德国医生联系了意大利摩德纳大学的高级干细胞研究人员Michel De Luca和Reggio Emilia。 2006年,DeLuca使用基因治疗矫正皮肤移植来治疗女性的腿部伤口。她患有像Hassan这样的皮肤病,这是一种叫做“LAMB3”基因的突变。造成的。

DeLuca的团队从Hasan的腹股沟处取出一小块含有干细胞的皮肤,将LAMB3基因的拷贝剪接成良性病毒,然后用携带LAMB3基因的病毒感染皮肤细胞,并且转基因皮肤很长。将得到的薄片移植到哈桑。在第一次移植五个月后,哈桑出院了。一个月后,他回到学校,并与同伴一起踢足球。他的转基因干细胞移植物上的皮肤不再有水泡或碎屑。美国大疱性表皮松解症研究协会的执行董事称哈桑的治疗案例是“EB世界的重大变化”。
 

肾脏疾病


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肾脏疾病的干细胞研究一直被认为是不太可能的目标,但有一些好消息。

肾脏是身体的重要清洁和平衡系统。他们将血液中的废物和毒素过滤到尿液中,维持身体的水平衡,并产生一些对调节血压和红细胞生成很重要的激素。

慢性肾病的主要原因是糖尿病和高血压,肾脏疾病会破坏一种称为肾脏的过滤装置。一旦肾脏元素消失,它就不能再生。目前有近千名澳大利亚人排队等候肾脏移植名单,等待肾脏供体有时需要数年时间。

澳大利亚墨尔本默多克儿童研究所的Melissa Little团队是这项研究的先驱。 2015年,他们成功地培养了微小的肾状结构并将它们呈现在大自然的封面上。尽管这种微型肾脏具有成熟肾脏的许多功能,但在用于实际移植之前还有很长的路要走。

然而,这些微型肾脏改变了我们对肾脏发育和肾脏疾病发病机制的理解。例如,研究人员最近为患有罕见遗传性疾病的儿童创建了微型肾脏,这些疾病可导致严重的肾脏疾病。他们首先利用儿童的皮肤发育出多能干细胞(iPS细胞),并在实验室中观察到细胞的结构异常。研究人员发现,当基因突变得到纠正时,结构缺陷也得到纠正。这为我们了解遗传性肾病提供了新的视角,我们对这些疾病的发展知之甚少。
 

糖尿病

在干细胞“部分”赛道早期进入临床试验的另一种疾病是I型糖尿病,这是一种由免疫系统寻找和破坏胰腺β细胞引起的疾病。

胰腺β细胞的美妙之处在于它们都能感知血糖水平升高并释放出将血糖水平降至正常所需的确切胰岛素量。如果细胞被破坏(通常在童年时期),身体就不能再控制自己的血糖水平。

超过120,000澳大利亚人需要定期注射胰岛素来控制糖尿病,但这种治疗控制并没有精确调节β细胞等血糖水平。如果控制不好,高血糖会损害心脏,眼睛和肾脏的血管;低血糖可能是致命的。一些幸运的患者经历了整个胰腺移植或含有β细胞组织的移植。然而,目前存在两个问题:第一,移植供体的供应不足;其次,捐赠组织可能遭受与本体组织相同的命运 - 受到患者免疫系统的攻击。

使用多能干细胞供应分化的β细胞不再是问题。经过20年的努力,科学家们已经能够在实验室中创造出大量功能齐全的β细胞。为了控制免疫系统,一些初创公司提出了一种“茶包”方法,其中它们将β细胞包裹在多孔胶囊中,保护β细胞,如携带茶叶的“茶袋”。

可溶性因子包括胰岛素,血液中的葡萄糖,以及可以通过“茶袋”过滤器轻松进出的其他营养素,但免疫细胞的攻击被阻挡在过滤器外。
 

帕金森病


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帕金森病是一种与年龄相关的退行性疾病,约占60岁以上老年人的1%。

帕金森病是由释放神经递质多巴胺的大脑神经元死亡引起的。多巴胺可用于确保大脑的不同部分同步工作并执行日常操作。没有多巴胺,患者很难控制他们的行走动作,并且他们的手和身体的其他部位会颤抖。那么,干细胞疗法能否成功地用健康的多巴胺神经元而不是缺陷神经元取代帕金森病?

20多年前,来自不同国家的研究小组开始尝试。他们使用人类胎儿组织分离产生多巴胺的细胞,并通过外科手术将这些细胞植入患者的大脑,特别是在大脑中称为“纹状体”的区域。

一些患者的病情有所改善,但其他患者已经注意到了副作用,尤其是无法控制的抽搐,即运动障碍。研究人员想要弄清楚转移的细胞是否是正确的细胞类型,以及它们是否转移到大脑的右侧部分。由于副作用的出现,进一步的实验被暂停。研究人员开始考虑一个关键问题:多能干细胞能否以更精确和可靠的方式“产生”多巴胺细胞。

去年,一些研究小组在帕金森病的一系列临床试验中测试了许多新型替代细胞。多年的研究表明,胚胎干细胞和iPS细胞可直接发育成正确的神经元类型并产生足够数量的神经元。动物实验表明产生多巴胺的细胞可以纠正运动障碍并且不会形成肿瘤。

目前,来自日本,瑞典,英国和其他国家的科学家联合起来组成了一个名为“G-Force PD”的联盟。尽管国家研究小组使用的研究方法略有不同,但他们分享了他们的发现。凭借专业知识,他们希望将基于干细胞的帕金森病治疗推向临床实践。
 

脊髓损伤

脊髓损伤每年导致约180,000例新病例。 2010年,进行了世界上第一个由人胚胎干细胞制成的细胞用于治疗脊髓损伤的临床试验。

2010年,美国加利福尼亚州Geron Biotech的研究人员成功地将胚胎干细胞发育成“少突胶质细胞”前体,如章鱼样细胞,这些细胞会缠绕脊髓中的神经元。提供营养因素,脊髓损伤患者可能会失去这些重要的支持细胞。 4名患者在受伤后不久注射干细胞衍生的少突胶质细胞前体。

由于争议,Jielong在2011年停止了研究,Asterias Biotherapy接管了接力棒。 2017年,25名接受临床试验的患者在受伤后3至6周内接受少突胶质细胞前体注射后未出现严重不良事件。其中4例患者恢复了一定程度的运动功能,这可能有助于提高他们独立生活的能力。

其他临床试验也在测试不同类型的细胞,例如使用患者自身鼻腔后面的细胞来诱导神经元细胞的产生,所述神经元细胞在支持嗅觉神经元的再生中起重要作用。某些类型的移植细胞可以帮助恢复受损的运动神经元,而其他类型可以直接替代脊髓神经元。