摘要： 在三项新的研究中,三个不同的研究小组分别证实干细胞大有希望被用来治疗一系列疾病,如肌肉萎缩性侧索硬化症,肌肉损伤或杜氏肌营养不良症,和因吸入氯气而导致的肺部损伤等等.
在三项新的研究中,三个不同的研究小组分别证实干细胞大有希望被用来治疗一系列疾病,如肌肉萎缩性侧索硬化症,肌肉损伤或杜氏肌营养不良症,和因吸入氯气而导致的肺部损伤等等.
肌肉萎缩性侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)也被称作路格里克氏病(Lou Gehrig's disease).它是难以治疗的和致命的.在这种疾病中,脊髓中的神经细胞死亡,最终让一个人丧失移动或呼吸的能力.神经干细胞是所有脑细胞的前体细胞.它们能够自我更新,即产生更多的神经干细胞,同时也能够分化,即产生神经细胞或其他脑细胞.为此,在第一项新的研究[1]中,研究人员测试了移植的神经干细胞是否能够治疗这种疾病.相关研究结果于2012年12月19日发表在Science Translational Medicine期刊上,论文标题为"Multimodal Actions of Neural Stem Cells in a Mouse Model of ALS: A Meta-Analysis".
在这篇论文中,研究人员在良好建立的ALS模式小鼠体内开展了11项独立的研究来测试神经干细胞移植的疗效.他们都发现这种干细胞疗法降低小鼠ALS的症状和延缓它的发生.他们观察到接受治疗的小鼠运动表现和呼吸功能得到改善.移植的神经干细胞也能够延缓这种疾病的发生.更为重要的是,在这项研究中,25%的接受治疗的ALS模式小鼠能够存活一到两年,大约是未接受治疗的小鼠的3到4倍.
不过移植的神经干细胞并不是通过替换已发生退化的神经细胞来给ALS小鼠带来益处.相反,它们是通过产生保持宿主剩余神经细胞的健康和功能的蛋白因子来发挥有益的作用.它们也能够降低炎症和抑制宿主脊髓中的致病细胞的数量.
在第二项新的研究[2]中,来自西班牙Bellvitge生物医学研究所(Bellvitge Biomedical Research Institute, IDIBELL)的研究人员发现肌肉再生的一种新的选择性靶标.这种靶标就是α-烯醇化酶(alpha-enolase)和纤溶酶(plasmin)之间的结合.相关研究结果于2012年12月11日发表在PLoS ONE期刊上,论文标题为"Requirement of Plasminogen Binding to Its Cell-Surface Receptor α-Enolase for Efficient Regeneration of Normal and Dystrophic Skeletal Muscle".
在肌肉损伤或诸如杜氏肌营养不良症的遗传性疾病中,骨骼肌拥有强大的再生能力.这种再生涉及肌肉组织重建,需要诸如纤溶酶之类的胞外酶的参与.α-烯醇化酶是在细胞质中发现的一种酶,能够让细胞膜上的纤溶酶具有活性从而使得细胞具有降解周围组织的能力.
在这项研究中,研究人员证实在受损的或萎缩的肌肉中,α-烯醇化酶和纤溶酶的结合调节着两个相互衔接的过程：首先,招募免疫细胞来移除受损的组织,接着身体利用骨骼肌干细胞skeletal muscle stem cell)形成新的肌肉组织.在实验室中,研究人员观察到当加入特异性地抑制α-烯醇化酶和纤溶酶结合的试剂时,这些干细胞不能被激活并丧失通过融合形成骨骼肌纤维的能力.
研究人员也在杜氏肌营养不良症模式小鼠中开展实验.他们发现当利用相同的抑制剂处理这些动物时,它们的肌肉再生能力存在显著性的缺陷.这项研究发现可能能够被用来开发出新的治疗方法来再生肌肉损伤或肌营养不良症.
对一些暴露在高水平的氯气中的人而言,在他们的气道中产生的瘢痕组织能够导致长期的呼吸问题.在第三项新的研究[3]中,美国路易斯维尔大学科学家Gary Hoyle博士和他的同事们发现新的线索有助于理解在暴露在氯气中后,上皮细胞---位于气管、支气管和其他携带空气进出肺部的气道内膜上的细胞---如何自我修复.相关研究结果于2012年11月21日在线发表在American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology期刊上,论文标题为"Differential Susceptibility of Inbred Mouse Strains to Chlorine-Induced Airway Fibrosis".
修复受损的上皮细胞是恢复正常的肺部结构和功能所必不可少的,也有助于阻止气道发生瘢痕组织或纤维化.因此,新的上皮细胞生长和瘢痕组织产生存在竞争的关系.在暴露在氯气中大约5到7天后,这种竞争就开始产生了.在发生与氯气相关联的损伤之后,研究人员发现一类被称作基底细胞(basal cell)的上皮细胞启动修复并作为祖细胞---干细胞的早期后代,能够分化为一种或多种类型的细胞---发挥作用.这些祖细胞有助于气道中再生新的组织.
呼吸系统中发生的结构变化是很难逆转的,因此理解上皮细胞如何发挥作用和增殖有助于人们开发出新的疗法来阻止瘢痕组织和随后类似于哮喘的呼吸问题.
其他类型的工业化学物如氨气、氰酸甲酯和二氧化硫也能够导致这种类型的肺部损伤.
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