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脑损伤的干预最好被认为是神经保护或神经恢复或两者兼而有之。一般而言，神经保护性干预可预防原发性细胞损伤或死亡，而神经修复性干预可改善或预防随后的脑成熟障碍，即髓鞘形成不足、神经元发育受损、连通性改变等。 本评论的目的是简要回顾神经保护性和干细胞的神经修复潜力，但特别要讨论最近的证据，即干细胞衍生的外泌体是这些有益作用的主要介质，并且这些小囊泡可以证明实现干细胞治疗在围产期脑部疾病中的潜力。 干细胞疗法 对新生动物围产期缺氧缺血性疾病、中风、脑白质损伤和脑室内出血的实验研究表明，干细胞具有神经保护和神经恢复特性。在急性期（神经保护性）和慢性期（神经恢复性）给药后，细胞显示出益处。 已经研究了多种干细胞群，但间充质干细胞 (MSC)，尤其是来自人类脐带血（或沃顿氏胶）（UCB）的间充质干细胞 (MSC) 已特别常用。MSCs 因其相对有效性、易得性和低免疫原性而受到青睐。 已经使用了多种细胞给药途径。脑内、心室内、静脉内和鼻内方法是最常见的。静脉给药在实验模型中产生了明确但可变的益处。值得注意的是，MSCs 的全身给药导致肺和其他全身器官中的大量滞留。鼻内给药特别有效 （通过这种途径施用的干细胞似乎在通过穿过筛板的嗅觉神经过程进入大脑后靶向损伤部位）。然而，有几个因素阻碍了干细胞在患有神经系统疾病的新生儿中的广泛应用，例如重复给药的非最佳途径、致瘤潜力的可能性和免疫原性，尽管很低。 使用自体脐带血疗法解决了有关干细胞疗法的一些问题。这种方法已被证明在人类新生儿缺氧缺血性脑病中是可行的，并且临床试验正在进行中 。然而，与收集、加工、储存和剂量相关的后勤问题是巨大的。 实验数据的平衡表明，干细胞的有益作用主要不是与干细胞的移植和分化有关，而是与旁分泌作用有关，即干细胞释放的因子发挥有益作用[19]。据推测，这些旁分泌作用的介质可以构成更直接和更具体的治疗剂。尽管可能涉及神经营养因子和其他分子，但现在看来，干细胞旁分泌作用的主要介质是外泌体似乎是合理的。 外泌体疗法 外泌体是一种小（20-100nm）膜结合囊泡，其在生理和病理生理状态中的所有细胞中分泌[21-24]。它们携带蛋白质，脂质和核酸，包括各种RNA物种，特别是microRNA（miRNA）。 这些囊泡涉及细胞 - 细胞通信，并且在脑中，脑细胞（神经元和胶质细胞）以及这些细胞和周边之间的通信。这些通信在显影大脑中的一个优秀示例涉及通过少突胶质细胞的骨髓髓鞘髓鞘的寡核细胞外泌体的协调。 重要的是，外泌体可以在任一方向上穿过血脑屏障，从而允许分析血液以评估特定脑细胞的状态或功能，并从血液中进入脑中的脑，用于神经保护或神经口神经功能。后者将在此评论中强调。前者作用的一个值得注意的实例是含有阿尔茨海默病特异性低聚蛋白的外泌体的血液中的检测，从而提供了提供超敏感性早期检测的阿尔茨海默病。 关于后一种作用，增加的证据表明来自MSCs的外来体介导干细胞治疗在各种病理神经系统中的有益作用，包括围产期脑损伤。新生儿疾病中MSC衍生的外泌体的特定承诺已经显示在坏死性肠核炎的实验模型中和支气管肺不良。 在外泌体的货物中，MiRNA在调解治疗效果方面具有重要意义。重要的是，MSC衍生的外泌体容易被分离，可以设计成含有选定的miRNA物种，以增强神经病理状态的治疗效果。来自UCB衍生的MSCs的外泌体具有低免疫原性，高生物相容性和强靶向能力。它们在相对长期的储存期间保持高活性，可以静脉内施用，如前所述，易于跨越血脑屏障。 外泌体和脑损伤 已经显示出主要来自MSCs的外泌体表现出神经保护和神经医生性质。实验模型包括研究成熟和开发动物模型的研究。在下文中，我会强调后者。 成熟动物脑损伤的实验模型包括中风，脑内出血，脊髓缺血和创伤性脑损伤。从多种来源中由MSCs制备外泌体。外泌体通常静脉内施用，但偶尔通过鞘内或鼻内途径施用。观察到神经保护和神经医生效果。前者主要由预防神经元死亡和神经炎症。特别提供的最近的近似实例，涉及中风后静脉内输注外来物，中脑动脉闭塞/再灌注在成年大鼠中诱导。 外来物导致从损伤M1状态的微胶质极化反转到保护性M2状态。微胶质促炎细胞因子减少，增加了抗炎细胞因子和神经保护因子，并且改善了神经结果。鉴于微胶囊介导的炎症在围产期脑损伤的成因中的关键作用，研究结果具有重大兴趣。 后来成人模型的神经医生效果涉及轴突过度，少曲面进行，白质，血管生成和随后改善神经功能的修复。尽管有效性的比较难以困难，但是在中风模型中，用MSCs与外来体与外来的头部对比较的一个头显示出与两种方法相同的改善。此外，含有所选miRNA的工程外泌体在中风和创伤性脑损伤中具有比幼稚的MSC衍生的外泌体更有效的治疗效果[23]。 围产期脑损伤的实验模型强调了对缺氧缺血性和炎症诱导的损伤的研究，尤其是脑白物。该报告在过去五年中出现了。关于围产期缺氧缺血性损伤，研究人员研究了经过瞬时脐带闭塞的中期绵羊胎儿。从MSCs（由骨髓制备）静脉内静脉内静脉注射一小时和四天渗透。干预导致减少癫痫发作和部分预防低髓鞘。 在开发动物模型中的后期研究评估了在大鼠P3上注射的脂多糖诱导的炎症性脑损伤[39]。源自骨髓MSCs的外泌体在脂多糖前三小时内腹腔内注射三小时。脑中的有益效果突出，即预防P4的反应性渗透渗，P5在P5的皮质和白质中的细胞死亡降低，P11在p30和p90的高度改善，通过MRI改善了白色物质的微观结构（增加分数各向异性和降低的径向扩散率）在P125处。 在开发动物模型中最近的研究已经集中于通过鼻内途径使用外来炎症诱导和组合缺氧缺血/炎症诱导的围产期脑损伤。在体外和体内（P3大鼠）实验中，鼻内外泌体急剧减少了微胶质介导的神经炎性炎症，早熟婴儿脑白质损伤的关键介质。 在随后的仍然更相关的研究中，同一组评估了在缺氧缺血（颈动脉闭塞）和炎症（脂多糖注射）诱导的P2大鼠脑损伤的模型中的鼻内外泌体（从UCB-MSCs制备）的影响。 通过使用红外标记的外泌体和体内成像，可以示出鼻内给予的外泌体在给药后30分钟内达到正面区域，并在三小时后在整个脑中分布。该治疗导致在顶叶和海马的子板区中的神经元死亡降低。此外，在pH下观察到成熟的少突胚细胞和正常髓鞘增加。在四周内，在外渗治疗的动物中观察到改善的神经结果。 围产期脑损伤支持的研究，即外泌体的全身或鼻内递送具有神经保护和神经医生性质。结果表明，无细胞制备MSC衍生的外来体可以替代细胞对应于治疗新生儿，特别是早产新生儿具有缺氧缺血性和炎症诱导的脑损伤。 如何更好地进行良好的治疗方法 通过改变其货物来提供特定目的，可以提高外来体的治疗益处。外泌体在miRNA富集，体内和体外研究特别支持，MSC衍生的外来体的治疗效果可以很大程度上归因于miRNA货物（尽管货物蛋白的递送也可以在某些情况下发挥作用）。 该特征利用纵向诱导靶向脑中的特异性受体细胞的可能性比与幼稚的细胞衍生的外泌体更有效地靶向脑中的特异性受体细胞。因此，根据待治疗的病症，可以工程化以靶向miRNA递送miRNA至脑细胞。 例如，在创伤性脑损伤模型中，MiRNA富集的外来体导致小凝血性的极化到非炎症表型，增强的神经发生和改善的功能性回收。如前所述，促炎微胶质细胞是早产儿的脑白质损伤的重要介质。此外，在神经侮辱之后剪裁外来物可以使多次靶向在不同的时间。装载有神经保护剂的外泌体可以在急性期间施用，并且可以在亚急性和慢性阶段施用恢复miRNA的外索体。 结论 虽然已显示干细胞在围产期脑损伤的各种实验模型中传达益处，但在一些人类疾病中，对于重复给药，制备和安全途径的困难是相当大的。此外，发现干细胞的有益效果主要通过旁静脉作用介导的介导的影响导致了寻找益处的介质。外泌体，干细胞释放的小囊泡并能够穿越血脑屏障，似乎是受益的主要介质。最近的实验研究支持此结论，量身定制的外来体可以增强益处。现在似乎可实现的远外和生产用于人类的脱脂和生产，并且冻干可用于保留外泌体碳化生物利用度。虽然安全考虑需要全面探索，但外泌体的神经保护和神经口神经性质似乎似乎呈现了变化对婴儿患有神经损伤的影响。 [2] van Velthoven CT , Gonzalez F , Vexler ZS , Ferriero DM . Stem cells for neonatal stroke - the future is here. Front Cell Neurosci. 2014;8:1–3. |
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