帕金森病是一種緩慢發(fā)生的選擇性中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元喪失和紋狀體多巴胺含量明顯減少的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，發(fā)病率隨年齡而上升，在65歲以上的老年人口中約為1%。正常情況下，黑質(zhì)中的多巴胺神經(jīng)元利用酪氨酸羥化酶將左旋酪氨酸轉(zhuǎn)化為左旋多巴，再經(jīng)過脫羧酶的作用轉(zhuǎn)化為多巴胺。作為神經(jīng)遞質(zhì)的多巴胺經(jīng)黑質(zhì)-紋狀體束轉(zhuǎn)運至紋狀體的尾狀核和殼核細胞，傳遞信號。多巴胺的缺乏導致錐體外系功能失調(diào)，從而出現(xiàn)靜止性震顫、肌僵直、動作減少及平衡障礙等臨床表現(xiàn)。Lindvall等開展了第1例人胚胎中腦移植治療原發(fā)性帕金森病。后來的Freed等將人胚胎中腦的多巴胺細胞移植至帕金森病患者腦內(nèi)，在很大程度上緩解了患者的臨床癥狀。由于帕金森病的發(fā)病機制比較清楚、與發(fā)病相關(guān)的神經(jīng)核團解剖定位明確、動物模型已經(jīng)建立、部分臨床試驗的結(jié)果良好，因此有觀點認為帕金森病是干細胞移植的較好適應(yīng)證之一。

　　干細胞移植作為一種從帕金森病的病理生理層面進行干預(yù)以取得療效的治療方法在各種動物模型和臨床研究中逐漸得到了證實。本文通過綜述帕金森病的干細胞治療進展，為干細胞移植治療帕金森病的基礎(chǔ)研究發(fā)展和臨床探索提供幫助。

　　帕金森病的治療現(xiàn)狀

　　傳統(tǒng)的帕金森病的治療方法主要有藥物治療和外科治療，近來發(fā)展較快的治療方法則包括干細胞移植及基因治療等。用于治療帕金森病的藥物主要有以下幾種：多巴胺替代藥物，即左旋多巴制劑，是目前治療帕金森病的常用藥物之一;多巴胺受體激動劑，其在分子構(gòu)象上同多巴胺相似，可直接作用于多巴胺受體，多作為左旋多巴治療的輔助藥物以改善左旋多巴治療相關(guān)的運動癥狀波動和運動障礙;單胺氧化酶遏制劑，但有報道其可導致較高的病死率;兒茶酚-氧-甲基轉(zhuǎn)移酶遏制劑，能夠提高左旋多巴的療效，起效快;興奮性氨基酸受體相關(guān)藥物，以金剛烷胺為代表，對多巴胺神經(jīng)元具有保護作用;其他藥物，包括鐵鰲合劑、5羥色胺再攝取遏制劑、維生素E、中藥等。目前的藥物治療只能部分改善帕金森病的早期癥狀，并不能阻礙疾病的繼續(xù)發(fā)展，不能阻止帕金森病晚期紋狀體內(nèi)多巴胺神經(jīng)元的進行性減少。并且隨著時間的延長效果逐漸下降，還會出現(xiàn)運動障礙開-關(guān)現(xiàn)象等不良作用。外科治療以腦立體定向毀損術(shù)為代表，根據(jù)不同的臨床表現(xiàn)采取蒼白球毀損術(shù)或蒼白球毀損術(shù)+丘腦Vim核毀損術(shù)。但毀損術(shù)的創(chuàng)傷較大，適應(yīng)證局限，并且遠期效果尚難鞏固。另外一種外科手段—深部腦刺激,同樣應(yīng)用立體定向技術(shù)將電極植入腦內(nèi)的不同部位，通過高頻電流刺激靶點達到治療目的而不破壞腦組織，療效較好，尤其對丘腦底核的刺激要優(yōu)于對蒼白球的刺激，但會出現(xiàn)構(gòu)語障礙和感覺異常等不良反應(yīng)，其遠期效果亦不能確定，且費用昂貴。隨著干細胞移植治療帕金森病的研究發(fā)展，干細胞的來源問題、細胞移植所涉及的倫理道德問題日漸突出。另外，移植的細胞多為終末分化細胞，移植后存活時間短、數(shù)量少，這些都限制了細胞移植的進一步應(yīng)用。但是，干細胞能被誘導分化成多巴胺能神經(jīng)元的研究結(jié)果為細胞移植治療帕金森病提供了新的理論基礎(chǔ)，而干細胞體外培養(yǎng)技術(shù)的建立則為其提供了有力的技術(shù)支持，這些使干細胞移植治療帕金森病成為可能。

　　干細胞移植治療帕金森病的研究進展

　　干細胞是指處于未分化狀態(tài)的多潛能細胞，能夠不斷分裂增殖，自動分化成各種類型的細胞和組織。干細胞按分化能力可分成兩類：全能干細胞(胚胎干細胞)，來源于哺乳動物早期胚胎的內(nèi)細胞團，能夠在體外培養(yǎng)、擴增，多次傳代后仍具有完全分化的潛能;多能干細胞(成體干細胞)，即特定組織的干細胞，不能產(chǎn)生完整的個體，但可以向特定組織分化?；谄洫毺氐纳飳W特性：全能性/多能性、自我更新能力、高度增殖能力，干細胞具有重要的臨床應(yīng)用價值。胚胎干細胞移植治療帕金森?。耗辏珽va
等首次成功從延緩著床的小鼠胚泡建立了多能干細胞系，這些細胞具有正常的二倍體核型，并且可分化為多種細胞類型，被稱為胚胎干細胞。胚胎干細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與早期胚胎細胞很相似，分化遏制培養(yǎng)呈克隆性增殖，能夠長期保持核型的正常穩(wěn)定。胚胎干細胞通過對稱性分裂和不對稱性分裂而迅速增殖，其端粒酶活性高表達，表明胚胎干細胞復(fù)制的壽命高于體細胞復(fù)制的壽命。而作為未分化的多能干細胞，胚胎干細胞表達Oct-4、堿性磷酸酶、胚胎階段特異性表面抗原等表面抗原。這些表面抗原可用來分離、鑒定胚胎干細胞。胚胎干細胞移植用于治療帕金森病的方法主要有兩種：①在體外將胚胎干細胞提前分化為多巴胺能神經(jīng)元后再移植，即胚胎干細胞作為種子細胞。Lee等在體外擴增小鼠的胚胎干細胞，從中分離出神經(jīng)干細胞，在加有牛堿性成纖維細胞生長因子的培養(yǎng)基中擴增，去除分裂素后這些神經(jīng)干細胞大量分化成多巴胺能神經(jīng)元。Kawasaki的研究發(fā)現(xiàn)將小鼠的胚胎干細胞與骨髓來源的間充質(zhì)細胞共培養(yǎng)后出現(xiàn)了大量酪氨酸羥化酶陽性神經(jīng)元，這些神經(jīng)元能夠產(chǎn)生多巴胺，移植入小鼠紋狀體后可存活2周。Mimura等證實腦內(nèi)胚胎多巴胺能神經(jīng)元移植可以減輕帕金森病動物模型的行為學缺失。②將干細胞或前體細胞進行移植，使其在體內(nèi)分化為多巴胺能神經(jīng)元，這些神經(jīng)元可以與宿主細胞整合，重建黑質(zhì)狀體通路。近來的觀點認為，將胚胎干細胞移植到動物體內(nèi)的不同部位，不同的微環(huán)境能夠誘導其分化為該組織特異性的細胞。Bjorklund等將未分化的胚胎干細胞移植給6-羥多巴胺損傷的帕金森病動物模型，觀察到移植細胞能夠分化成為類似中腦多巴胺神經(jīng)元的形態(tài)，動物模型由安非他明誘發(fā)的旋轉(zhuǎn)動作明顯減少。PET檢查提示這些行為學的改變與移植區(qū)域的運動中樞血流的顯著增加和黑質(zhì)多巴胺生物標志物的攝取增加有關(guān)。然而，移植后只有相對很小部分移植細胞存活，25例實驗動物中的7例發(fā)生了畸胎瘤并最終死亡。實驗結(jié)果說明了后一種方法的有效性，同上也提示了胚胎干細胞移植中一個需要引起關(guān)注的現(xiàn)象：干細胞不定向的無規(guī)則生長。存活的移植細胞中還有更多未分化的細胞，這些細胞高分化的潛能可能是導致移植后畸胎瘤形成的主要因素。在胚胎干細胞治療帕金森病的歷史上具有里程碑意義的是年Takagi等將獼猴胚胎干細胞進行定向誘導分化，制備了極接近真正多巴胺神經(jīng)元的供體細胞后移植給1-甲基-4-苯基四氫吡啶(MPTP)誘導的帕金森病猴子模型。移植后PET檢測發(fā)現(xiàn)存活的移植細胞能夠行使多巴胺神經(jīng)元的功能，并顯著改善猴帕金森病模型的行為學癥狀。MPTP 誘導產(chǎn)生的帕金森病模型非常接近人類帕金森病，實驗結(jié)果對于細胞移植臨床應(yīng)用的療效具有高度的預(yù)測性。在臨床上，Piccini等將人類胎兒腦組織移植到帕金森病患者，有效地改善了臨床癥狀，國內(nèi)的研究結(jié)果也證實了胚胎干細胞的應(yīng)用價值。神經(jīng)干細胞移植治療帕金森?。耗闞eynolds和 Weiss

　　**提出了神經(jīng)干細胞的概念，目前普遍認可的概念是由Mckay于年提出的，即神經(jīng)干細胞是具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞的能力，能自我更新，并能提供大量腦組織細胞的細胞群。早期胚胎中，神經(jīng)干細胞廣泛存在于嗅球、大腦皮質(zhì)、海馬、紋狀體、視網(wǎng)膜等中樞和周圍系統(tǒng)中。細胞比率較高，胚齡8d大鼠的脊髓神經(jīng)中，培養(yǎng)存活的細胞中50%以上屬于神經(jīng)干細胞，隨著胚胎發(fā)育、神經(jīng)系統(tǒng)的成熟，神經(jīng)干細胞逐漸分化成前體細胞和功能細胞，但并不完全消失。從成年鼠腦紋狀體和海馬組織中分離得到了類似胚胎神經(jīng)干細胞的多能干細胞，能夠增殖分化成神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞。正是由于這些成體神經(jīng)干細胞的存在，成體神經(jīng)系統(tǒng)的修復(fù)和再生才能夠完成。體外誘導分化的結(jié)果表明，不同的條件可以誘導神經(jīng)干細胞分化成不同比率的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，而分化的神經(jīng)元因表型而具有不同的功能和特異的神經(jīng)遞質(zhì)。Ling等的研究發(fā)現(xiàn)白細胞介素1、白細胞介素11、膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等配伍能夠誘導大鼠中腦神經(jīng)干細胞定向分化出多巴胺能神經(jīng)元。進一步研究發(fā)現(xiàn)，將人胚胎來源的神經(jīng)干細胞傳代后移植到大鼠紋狀體，2周后觀察到未分化細胞的增殖，并表達多巴胺合成的限速酶-酪氨酸羥化酶。然而，Armstrong等認為盡管紋狀體神經(jīng)干細胞移植能夠產(chǎn)生具有形態(tài)特征、電生理活性、產(chǎn)生遞質(zhì)的神經(jīng)元，但仍然很難恢復(fù)帕金森病模型的神經(jīng)功能。Parati等將嗅球分離的神經(jīng)干細胞移植到帕金森病小鼠的紋狀體內(nèi)，其結(jié)果卻顯示了良好的治療效果。 Lindvall也報道了約有350例帕金森病患者在臨床實驗性治療中接受了人胚中腦組織移植，結(jié)果觀察到了移植的神經(jīng)元能在受體大腦內(nèi)存活并形成功能聯(lián)系有助于臨床癥狀的緩解。因此，神經(jīng)干細胞移植能夠?qū)ε两鹕〉牟±磉^程產(chǎn)生影響，但神經(jīng)干細胞生存的微環(huán)境中的細胞相互作用、細胞釋放的因子及相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導途徑如何影響和調(diào)控神經(jīng)干細胞的分化的機制仍不清楚。間充質(zhì)干細胞移植治療帕金森病：間充質(zhì)干細胞是來源于中胚層的具有自我更新和多向分化潛能的多能干細胞，目前的研究顯示間充質(zhì)干細胞已經(jīng)從骨髓、肌肉、脂肪、骨等多種組織中分離獲得。多年來，普遍的觀點認為間充質(zhì)干細胞是一種定向發(fā)育的成體干細胞，只能分化成其所在組織的細胞。而，Pete
en等的研究結(jié)果與該觀點相悖，即間充質(zhì)干細胞除了能夠分化為所在組織細胞外，還可以產(chǎn)生其他的組織細胞。體外實驗結(jié)果表明成年小鼠間充質(zhì)干細胞和人間充質(zhì)干細胞在特定誘導劑存在的條件下培養(yǎng)誘導后逐漸具有神經(jīng)元形態(tài)學特征并表達神經(jīng)元特異性標志—神經(jīng)元特異性烯醇化酶，證實了間充質(zhì)干細胞可在體外進行誘導，在加入神經(jīng)生長因子、腦源性神經(jīng)生長因子等后可以促進其成活并向神經(jīng)細胞定向轉(zhuǎn)化。體內(nèi)實驗研究則證實了間充質(zhì)干細胞能夠在宿主體內(nèi)游走、遷移并轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元細胞。如Yano等將表達綠色熒光蛋白的間充質(zhì)干細胞移植入大鼠損傷的脊髓中，4周后發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白陽性細胞從注射點遷移至背側(cè)白質(zhì)并表達神經(jīng)元或星形膠質(zhì)細胞標記物;Hellmann等將間充質(zhì)干細胞移植到6-羥基多巴胺誘導的帕金森病大鼠紋狀體中，發(fā)現(xiàn)移植細胞可以存活幾個月，并可遷移到對側(cè)大腦半球。Li等的研究表明間充質(zhì)干細胞紋狀體內(nèi)移植可減輕1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶誘導的帕金森病小鼠模型的運動功能障礙，同時免疫組織化學染色顯示溴脫氧尿苷標記的移植細胞在腦內(nèi)存活至少4周，并表達酪氨酸羥化酶活性，說明治療產(chǎn)生效果可能是由于產(chǎn)生了多巴胺，從作用機制上提示了間充質(zhì)干細胞移植應(yīng)用于帕金森病治療的可行性和有效性。干細胞移植聯(lián)合基因治療帕金森?。焊杉毎?lián)合基因治療為帕金森病的治療提供了更有前景的手段。大量的研究結(jié)果顯示，將特定外源基因?qū)敫杉毎蚪M中，會使干細胞更好地分化為特定類型的細胞。一方面，干細胞在特定的微環(huán)境中可以分化成相應(yīng)表型的神經(jīng)元細胞來代替受損或死亡的神經(jīng)元;另一方面，其攜帶的外源基因可以調(diào)控神經(jīng)元的表達，分泌相應(yīng)的因子而對周圍的細胞起到營養(yǎng)和保護的作用，以達到治療的目的。Kim等的研究發(fā)現(xiàn)體外轉(zhuǎn)染Nurr1基因的胚胎干細胞分化產(chǎn)生的多巴胺能神經(jīng)元比率可以達到 50%，將這些神經(jīng)元移植到帕金森大鼠模型腦內(nèi)可以產(chǎn)生功能性整合，出現(xiàn)行為學的改善。Yamada等發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的導入VHL基因的神經(jīng)干細胞能有效地分化為酪氨酸羥化酶陽性神經(jīng)元細胞。將攜帶VHL基因的神經(jīng)干細胞用5溴-2脫氧尿苷標記后移植入帕金森病大鼠的紋狀體內(nèi)，可以在移植部位觀察到5溴-2 脫氧尿苷及酪氨酸羥化酶雙陽性細胞，說明基因轉(zhuǎn)染后的神經(jīng)干細胞能夠在宿主腦內(nèi)存活并分化成多巴胺能神經(jīng)元，同時也觀察到了大鼠模型的行為學改善。Lu等將酪氨酸羥化酶基因轉(zhuǎn)染后的間充質(zhì)干細胞植入帕金森病大鼠，測試結(jié)果表明治療組大鼠旋轉(zhuǎn)次數(shù)顯著少于對照組，紋狀體內(nèi)多巴胺水平較對照組明顯升高。以上研究說明了基因修飾后的干細胞能夠在腦內(nèi)存活、表達基因產(chǎn)物,同時對黑質(zhì)神經(jīng)元有保護作用。因此，干細胞經(jīng)適當?shù)恼{(diào)控基因轉(zhuǎn)染后進行移植治療帕金森病將是一個嶄新的發(fā)展方向。4.3干細胞移植治療帕金森病的機制干細胞移植治療帕金森病的目的是修復(fù)黑質(zhì)神經(jīng)元變性引起的紋狀體多巴胺能通路損傷。關(guān)于其治療機制，目前主要有兩個觀點：一種觀點是移植的干細胞替代原有病變細胞，發(fā)揮細胞功能;另一種觀點是移植的干細胞除了替代功能外，還起到“細胞伙伴”的作用，提供神經(jīng)保護、促進病變組織的自我修復(fù)。分化為多巴胺能神經(jīng)元的替代作用：干細胞移植后，可以向病變組織滲透融合，轉(zhuǎn)化為多巴胺能神經(jīng)元，替代損傷細胞，重建神經(jīng)環(huán)路，從而達到恢復(fù)神經(jīng)功能的目的。而非神經(jīng)組織來源的干細胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的理論基礎(chǔ)是干細胞的“轉(zhuǎn)分化”學說。但Wage
等對此提出了疑,Terada等認為“轉(zhuǎn)分化”實際上是細胞間相互融合的結(jié)果，而不是真正的轉(zhuǎn)分化。對多巴胺能神經(jīng)元保護及營養(yǎng)作用：有學者認為，細胞移植后相對快速的治療效果，不一定是移植干細胞分化為神經(jīng)元，而可能是與靶組織中的具有分泌營養(yǎng)因子能力的自體干細胞結(jié)合、產(chǎn)生營養(yǎng)因子促進了損傷腦組織的修復(fù)而改善神經(jīng)功能。有研究證明，移植入動物腦內(nèi)干細胞系(C17.2)的子代細胞能夠表達對多巴胺神經(jīng)元具有明確的保護作用的內(nèi)源性營養(yǎng)因子——膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子。Kitayama等研究證實神經(jīng)干細胞移植**帕金森病大鼠的進食困難是通過保護神經(jīng)元免受毒素損害的作用實現(xiàn)的。因此，干細胞植入腦內(nèi)后，神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放也是其修復(fù)損傷神經(jīng)元回路的機制之一。促進內(nèi)源性多巴胺能神經(jīng)元的發(fā)生：動物實驗結(jié)果顯示，成年小鼠的黑質(zhì)存在自我修復(fù)，不但有多巴胺能神經(jīng)元的更新，同時新生的神經(jīng)元還可以重建與紋狀體的連接。Frielingsdorf等的研究發(fā)現(xiàn)帕金森病模型動物腦內(nèi)損傷部位神經(jīng)元增殖速度加倍，但這些新生的神經(jīng)元遠不能達到修復(fù)受損神經(jīng)通路的目的。Shan等發(fā)現(xiàn)帕金森病模型小鼠正常黑質(zhì)和MPTP損壞的黑質(zhì)部位均有神經(jīng)發(fā)生現(xiàn)象，但細胞移植后模型小鼠的黑質(zhì)區(qū)不僅神經(jīng)干細胞數(shù)量顯著增加，而且新生成的多巴胺能神經(jīng)元也明顯增加。因此，移植的干細胞能夠起到治療作用，很可能是這些未分化的細胞創(chuàng)造了一個適于細胞存活的環(huán)境，使這個微環(huán)境具有利于病變組織細胞存活的神經(jīng)營養(yǎng)因子和/或神經(jīng)生長因子，從而增強黑質(zhì)的神經(jīng)發(fā)生和多巴胺能神經(jīng)發(fā)生、促進病變組織神經(jīng)細胞自身修復(fù)的進程。

　　干細胞移植治療帕金森病的基礎(chǔ)研究和臨床探索，預(yù)示了一個令人鼓舞的嶄新領(lǐng)域。然而，在真正將這種方法用于臨床帕金森病患者的治療之前，還有很多工作要做。首先，要選擇合適的供體細胞。胚胎干細胞的優(yōu)勢在于具備無限增殖與分化的能力，但是存在著倫理學、來源缺乏等問題;理論上，神經(jīng)干細胞毋庸置疑在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具有一定的優(yōu)勢，但也存在著取材困難、培養(yǎng)、純化等問題;間充質(zhì)干細胞取材方便、來源廣泛、免疫原性弱等方面優(yōu)于神經(jīng)干細胞，但是目前掌握的研究資料不多，尚無充分的證據(jù)說明它是更理想的種子細胞。其次，選擇合適的移植方案以保證臨床收益**。需要考慮的因素包括移植細胞的保存方式、移植數(shù)量、靶點選擇、免疫遏制劑的應(yīng)用等。再次，證明這些移植細胞的安全性。除了移植的干細胞能夠形成畸胎瘤外，Maries等在實驗中觀察到多巴胺能神經(jīng)元移植后部分實驗動物出現(xiàn)了一種被稱之forelimbfacialstereotypy的運動障礙。另外，干細胞來源的多巴胺能神經(jīng)元移植后能否存活、恢復(fù)紋狀體的神經(jīng)支配、移植干細胞的遠期療效等還有待于進一步證明。但有理由相信，干細胞移植—這種能夠有效控制帕金森病病理進程、恢復(fù)受損腦功能、將治療的不良反應(yīng)降至**的治療方法終會實現(xiàn)!