間充質干細胞解鎖腦屏障，為腦部疾病治療辟新徑！
小楊 / 2024-08-26 09:24:57
百歐博偉生物：血腦屏障就像是大腦的“保安系統(tǒng)”。它的存在，保護了大腦免受外界侵害，但也給治療腦部疾病帶來了挑戰(zhàn)。不過，現(xiàn)在科學家們正努力尋找方法，比如利用間充質干細胞穿越這道屏障，為治療腦部疾病開辟新路徑。而科學研究也發(fā)現(xiàn)，
間充質干細胞具有獨特的技能——穿越血腦屏障，這一特性就為治療腦部等中樞系統(tǒng)疾病帶去了新的臨床用藥選擇，也給患者們帶去了新的希望。今天我們就一起來解鎖
間充質干細胞“穿越血腦屏障”的技能，以及憑借這個優(yōu)勢，間充質干細胞開啟了腦部疾病治療的新路徑。
血腦屏障(Blood-Brain Barrier，簡稱BBB)就像是大腦的“保安系統(tǒng)”。想象一下，我們的大腦是一座非常重要且精密的“城堡”，而血腦屏障就是環(huán)繞城堡的堅固城墻。
這扇屏障由緊密排列的腦細胞和它們之間的特殊結構組成。它的存在，保護了大腦免受外界侵害，但也給治療腦部疾病帶來了挑戰(zhàn)。
在腦毛細血管內，有一個血腦屏障和內皮膜的存在，這就相當于在腦子和外界之間立起一道“堅不可摧的圍墻”，使得許多治療藥物無法達到腦部病灶發(fā)揮作用，無法有效阻止病情惡化。
不過，現(xiàn)在科學家們正努力尋找方法，比如利用
間充質干細胞（MSCs），希望能安全穿越這道屏障，為治療腦部疾病開辟新路徑。
在過去的幾十年中，大量的證據已經證明基于干細胞的治療在這一領域可能是有希望的，干細胞療法可能是治療腦部等中樞神經系統(tǒng)疾病的一種有前景的方法。
隨著醫(yī)學技術的不斷發(fā)展，
間充質干細胞正逐漸成為目前臨床研究的熱點，而基于MSCs的干細胞療法作為再生醫(yī)學療法之一也正展現(xiàn)著其在治療各種疾病中的潛力。如下圖所示，MSCs不僅擁有自我更新和多向分化的能力，MSCs還能在特定條件下轉化為各種不同類型的細胞，如骨細胞、脂肪細胞和神經細胞等。
科學研究還發(fā)現(xiàn)， MSCs具有一項獨特的“技能”——穿越血腦屏障，這一特性就為治療腦部等中樞系統(tǒng)疾病帶去了新的臨床用藥選擇，也給患者們帶去了新的希望。
近期，發(fā)表在“pharmaceutics”上的一篇名為“Mesenchymal Stem Cell (MSC)-Based Drug Delivery into the Brain across the Blood–Brain Barrier”的新綜述就重點闡述了使用MSCs作為載體穿過血腦屏障將藥物遞送到大腦中這一方式在腦部惡性腫瘤治療中的優(yōu)勢及應用前景。
首先，先讓我們來了解一下MSCs是怎么能夠突破血腦屏障這堵“圍墻”的。這一過程并非是簡單通過物理穿透，而是利用了細胞間的復雜相互作用和分子機制。
下圖展示的是基于間充質干細胞（MSC）的藥物穿過血腦屏障進入大腦的途徑。黑色圓圈代表藥物、載藥納米顆粒等物質。灰色圓圈或灰色橢圓表示MSCs細胞核。
關于突破BBB的細胞間的作用機制較為復雜，就不詳細展開，簡而言之可以分為以下兩方面。
一方面，當疾病進展時，其周圍的免疫微環(huán)境分泌的細胞因子會呈“階梯式分布”，而MSCs恰恰能夠“感知”并沿著這個“梯度”去尋找受傷或病變組織發(fā)出的信號，并主動遷移到這些區(qū)域進行修復；
另一方面，根據Stephen Paget博士提出的“種子和土壤”理論，在外周血中的MSCs分子會與BBB處的毛細血管內皮細胞進行融合，從而破壞BBB處內皮細胞的緊密連接，進而可以進入到腦部等相應靶區(qū)發(fā)揮作用。
一旦進入大腦，MSCs就能夠釋放出其攜帶的藥物或生長因子，直接作用于受損的腦細胞，促進修復和再生。
作為藥物載體直擊大腦病灶
Jianjun Ma團隊等人在“Cell Death Discovery”上揭示了MSCs可以充當一個生物分子的載體，類似于“貨物船”，載著miRNA、蛋白質、抗癌藥物等“脆弱的貨物”進入腦部等相關病灶發(fā)揮作用，進而改善帕金森樣癥狀[5]。主要實驗結果如下圖所示。
有MSC輔助運輸藥物的實驗組相較于沒有MSC輔助運輸藥物的對照組而言，其α-突觸核蛋白(α-syn)(PD中的病理纖維)的表達水平顯著降低。
利用MSCs作為藥物載體，具有以下許多傳統(tǒng)藥物傳遞方式無法比擬的優(yōu)勢：
1、高度選擇性：MSCs能夠精準地遷移到受損的腦組織，實現(xiàn)藥物的精確投放，避免了全身用藥可能帶來的副作用；
2、高效性：MSCs在穿越血腦屏障后，能夠直接釋放藥物到目標區(qū)域，提高了藥物的生物利用度和治療效果；
3、再生功能：除了作為藥物載體外，MSCs還具有促進組織修復和再生的能力，可以進一步加速受損腦組織的恢復。
正是因為MSCs由以上優(yōu)勢，如下圖所示，目前已經有多項臨床試驗是基于間充質干細胞作為藥物載體應用于臨床疾病的診療中。其中，各項研究都指出由MSCs作為載體遞送的藥物都準確遞送到了靶位點而沒有嚴重的脫靶副作用，這也進一步證明了MSCs在治療腦部等中樞神經系統(tǒng)相關疾病中的有效性及安全性。
小結
目前，
間充質干細胞在穿越血腦屏障方面的潛力已經被廣泛認可，并在多種神經系統(tǒng)疾病的治療中展現(xiàn)出巨大潛力。例如，阿爾茨海默病、帕金森病等神經退行性疾病，以及腦卒中等急性腦部損傷，都可能通過間充質干細胞介導的藥物傳遞系統(tǒng)得到有效治療。隨著研究的不斷深入和技術的不斷進步，我們有理由相信，間充質干細胞將在未來的醫(yī)學領域發(fā)揮更加重要的作用，為更多的患者帶來健康和希望。
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