名古屋大学的研究人员首次在动物模型中证明,干细胞疗法可以在脑瘫慢性期改善运动和认知障碍,即使出现运动缺陷。该研究使用人类去角质乳牙(SHED)干细胞,通常称为“乳牙”,展示了大鼠模型中显著的功能恢复,为开发脑瘫新疗法带来了希望。

脑瘫是一种通常由出生前或出生期间脑损伤引起的疾病,导致姿势和运动受损。早期症状通常较为隐约,这可能会延迟诊断,直到孩子成长过程中出现更明显的症状。
最近的动物研究表明,干细胞疗法在急性期或亚急性期开始治疗,通常在出生后几周内,有助于恢复神经功能。虽然一些临床研究表明即使在后期阶段也可能带来益处,但尚未发表有确诊性临床试验。
现在,日本的一个研究团队通过大鼠实验证明,人类乳牙髓中的干细胞可能有助于治疗慢性期脑瘫。
“这是首个动物研究显示干细胞治疗即使在运动缺陷已经出现后仍然有效,”名古屋大学医院临床教授佐藤义明(该研究的通讯作者)表示。
脑瘫影响每1000名活产儿中的2到3例,目前尚无治愈方法。主要原因是缺氧缺血性脑病(HIE),该病因脑部氧气和血流减少而引起。
佐藤说:“我们的团队正与日本生物技术公司S-Quatre合作,开发一种利用人类去角质乳牙(SHED)干细胞开发新的HIE治疗方法。”“这些干细胞是从自然脱落、本应被丢弃的乳牙中采集的。这种方法避免了与其他干细胞来源相关的伦理问题。”
由佐藤、神泽孝弘博士和高桥义之教授领导的名古屋大学医学研究生院和名古屋大学医院的研究团队,与S-Quatre合作,开展了一项实验研究,以确定基于SHED的治疗在脑瘫慢性期是否仍然有效。
动物模型实验
研究人员通过在7天大大鼠中诱导单侧缺氧缺血性脑损伤,创建了脑瘫模型,导致单侧运动障碍,类似于人类的偏瘫性脑瘫。他们在4周龄时使用水平梯子测试大鼠,只挑选得分显著较低的样本进行研究。
他们在5周、7和9周龄的慢性期期间,对选定的大鼠静脉注射SHED,这大致相当于人类的青春期前期。
研究人员比较了接受SHED治疗和未治疗大鼠的运动和学习功能。在水平梯子测试中,大鼠跨越梯级间距不规则的梯子,SHED组在四个月时滑倒次数明显低于对照组。
在测量前肢不对称的圆柱测试中,SHED组比对照组更依赖受损的前肢。在穿梭机回避测试中,SHED组在后续会话中显著改善了回避率,表明学习和记忆有所改善。
研究人员利用量子点标记的SHED和体内成像,追踪了细胞的迁移和生物分布,确认它们确实迁移到了大脑。
细胞培养实验
研究团队还进行了细胞培养实验,通过与其他干细胞类型(如骨髓间充质基质细胞和真皮细胞)进行比较,以评估SHED。
在非接触共培养实验中,SHED比其他细胞类型更有效地促进了神经干细胞的增殖。研究人员将此效应归因于SHED肝细胞生长因子分泌率较高。
这些结果表明,SHED治疗有望改善脑瘫大鼠模型中的运动和认知障碍,即使在慢性期也存在。这种治疗效果似乎通过肝细胞生长因子及相关生物通路促进新的神经组织生长实现。
展望未来
名古屋大学医院正在进行一项临床研究,评估脑瘫儿童单次静脉注射自身SHED的安全性和耐受性。基于本研究结果,团队计划开展大规模试验和长期随访研究,以确认治疗效果。
佐藤说:“我们的最终目标是将这种方法确立为脑瘫患者及其家庭的新治疗选择。”