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再生医学(十二)干细胞反转巴金森氏症大脑 已进入人体实验

时间:2020-06-18 
 

反转脑部神经退化  应用诱导多能性干细胞(IPS)治疗巴金森氏症

巴金森氏症是慢性的脑部神经退化疾病,患者的「黑质」的区块退化,使脑部传送肌肉运动讯息的多巴胺(dopamine)分泌不足,导致患者的四肢出现莫名的僵硬和震颤,并有行动和平衡困难的现象,晚期患者可能会瘫痪,并在记忆力和智力出现问题。

诱导多能性干细胞(iPS)

目前治疗巴金森氏症主要是透过药物治疗,补充多巴胺。但脑内的多巴胺神经元(dopaminergic neuron)会持续退化,为了反转脑神经退化的问题,让多巴胺恢复正常分泌,科学家利用基因及转录因子,透过诱导成年的体细胞转化成胚胎状态产生的诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS),让这样的干细胞再生多巴胺神经元(dopaminergic neuron),来修复患者的大脑,使巴金森氏症的状况缓解。

2017年诱导多能性干细胞(iPS)成功治疗猴子的巴金森氏症

2017《Nature Communications》期刊报导了,日本京都大学干细胞科学家高桥,分别採用来自正常人类及罹患巴金森氏病人的iPS干细胞,移植至11只有巴金森氏症猴子的大脑中,实验的结果证明,这些iPS细胞可在猴子的大脑分化成多巴胺神经元,使多巴胺分泌量恢复正常。经iPS干细胞移植后的猴子,四肢莫名的僵硬和震颤的现象消失了,活动力明显增加,成功治疗了巴金森氏症。

追蹤观察显示,植入猴子脑中的干细胞成功地和原有的大脑细胞产生连结,并且改善了猴子的活动能力,经iPS干细胞移植后的猴子,四肢莫名的僵硬和震颤的现象消失了,成功治疗了巴金森氏症,且外来植入的iPS干细胞,可存活于脑中两年以上。

干细胞修复巴金森氏症大脑  已进入人体实验

而高桥教授的团队,已在今年7月底开始,将进行利用干细胞修复巴金森氏症大脑的人体临床试验,他之前曾经表示,希望利用巴金森氏患者的免疫细胞生物标誌(immune cell biomarkers)结合健康成年人,来降低排斥手术排斥的风险。

招募的实验对象为7名50至60多岁的患者,其症状恶化至逐渐无法透过药物控制治疗。手术时,医师将会先把患者头部固定后,于头盖骨打出直径12公釐的孔洞,再透过脑部立体定位,以针筒注射约500万个由iPS细胞分化的神经细胞,希望能够重现动物实验的成功案例,于患者的脑组织长出替代的多巴胺神经细胞。据京都大学医院表示:「最快将会在年底前落实移植首例。」

日本iPS细胞 临床研究计画

此次,以iPS干细胞修复巴金森氏症大脑,只是日本iPS细胞临床研究计画的其中一环。在2012年山中伸弥教授,以iPS多能性干细胞获得诺贝尔生理学与医学奖时,日本政府便决定10年投入1100亿日元支援以iPS细胞为中心的再生医疗研究,包括以iPS干细胞修复或治疗老年黄斑部病变、贫血、白血病、缺血性心肌病、肝衰竭、肾功能衰竭、糖尿病、骨关节炎、癌症免疫疗法等。

日本理化学研究所:iPS修复老年黄斑部病变

理化学研究所在,利用他人的iPS细胞转换为视网膜细胞,并将所培育含有25万个视网膜细胞的溶液,注射至可能因视网膜黄斑部病变而导致失明的60多岁男性患者的右眼。

这起病理是全球首宗使用他人iPS细胞的移植视网膜的手术,在2014年就曾有使用病患自体的iPS细胞进行视网膜移植手术。他人iPS细胞转为临床医疗的模式,可便于缩短培养细胞的时间及各项开支,提升iPS细胞治疗的便利及延伸性。

京都大学:肾功能衰竭、血小板减少症

京都大学的长船健二教授的研究团队,利用iPS细胞培育出可产生促进红血球的生成素,将这种细胞移植到肾功能衰竭引发贫血的小鼠身上,4周后,红血球值恢复正常,效果可持续至28周。并希望能开发出可用于因肾衰竭而容易贫血的患者的临床治疗方法。

而京都大学教授江藤浩之等人向日本政府提交了,使用患者自身的iPS细胞培育血小板并用于治疗无法使用他人的血小板输血之血液病患者的临床研究计划。

东京大学:癌症免疫疗法、糖尿病

东京大学教授中内启光的研究团队,利用iPS细胞培育出具有杀伤癌细胞能力的免疫细胞,移植至癌症小鼠体内,发现免疫细胞让小鼠体内的癌细胞缩小至于来的1/20,而未注入免疫细胞的小鼠,癌细胞扩大为原来的10倍,研究成果被刊登在科学期刊《Stem Cell Reports》上,并计画在癌症患者身上进行临床实验。

日本东京大学教授宫岛笃的研究团队,利用iPS细胞培养出数万个胰岛,再把这些胰岛细胞密封到极细的小管中移植到3只罹患糖尿病的猴子体内,几天后猴子的血糖值恢复至正常,并且持续了20多天,目前正着手于为糖尿病患者进行临床移植试验。

大阪大学:缺血性心肌病

,厚生劳动省同意大阪大学研究团队,将iPS细胞製造的心肌片移植到心脏衰竭患者身上的再生医学临床研究计画,这是日本继利用iPS修复老年黄斑部病变后,计画预估的移植执行时间为2019年3月前,会利用iPS细胞所製成的片状心脏细胞,会移到3位心脏衰竭患者的心脏表面,之后进行约一年的心脏功能变化与人体安全性评估。

横滨大学:肝衰竭

横滨市立大学医学研究科的武部贵则博士的研究团队,利用皮肤细胞转成iPS干细胞,加入细胞生长因子及分化因子后,让肝细胞分化为称为肝芽的细胞,移植到实验小鼠后,能够代谢人类肝脏代谢的药物,而不是小鼠肝脏代谢的药物,被刊登在2013年7月份的《Nature》期刊上,目前再进一步将肝芽发展成较接近完整的肝脏,以期待未来能够救治肝衰竭病患。

庆应大学:脊髓损伤

庆应大学的冈野荣之教授和中村雅也教授所领导的研究团队,则计划进行利用他人的iPS细胞培育神经源细胞,移植患者到脊髄损伤部位,来促进恢复,有关iPS之于脊髄损伤患者的临床研究。

资料参考与图片来源
朝日新闻
京都大学iPS细胞研究所

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