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【脐血科研】脐血间充质干细胞治疗感音神经性听力下降发挥重要作用

脐血是宝宝出生、脐带结扎断离之后残留在脐带和胎盘中的血液。1988年,法国一名医生以移植脐血的方式挽救了一名范可尼贫血患儿,其作用开始被人们认知。其实呢,脐血中不仅仅含有造血干细胞,还有许多其他的干细胞类型,而间充质干细胞(MSC)就是其中的一员。那么,脐血间充质干细胞(MSC)有什么特点呢?脐血MSC在疾病治疗上又发挥着什么样的作用呢?


输注MSC主要通过产生的细胞因子和生长因子来达到治疗效果,而脐血作为间充质干细胞的重要来源,科学家们已经发现了脐血MSC的独特的免疫相关信号通路的表达,在细胞因子普的分泌上,区别于其他来源的间充质干细胞,这也意味着,脐血间充质干细胞有着独特的免疫调节功能。科学家通过评价106种细胞因子的表达,发现MSC均分泌丰富的TSP-1、TSG-14、TIMP-1、IL-8、IL-6、CXCL1、GIF和IGFBP3。然而,CCL2在脐血MSC中的表达明显高于脐带MSC。这说明,脐血MSC是有着独特的功能潜力的,这也为脐血MSC在临床疾病的治疗上提供了分子学基础。


既然脐血MSC有着独特的优点,它在疾病的治疗上有着怎样的应用呢?


感音神经性听力下降(SNHL) 是人们最常见的感觉功能障碍性疾病〔1〕,根据发病原因,可分为遗传因素、获得性因素和特发性因素。无论是何种原因所导致的感音神经性听力下降,一旦发生便不可逆转,患者的听力水平可能会逐渐从轻度耳聋进展至重度或极重度耳聋〔2〕。使用助听器或植入人工耳蜗是目前 SNHL最常见的治疗方式,但这种治疗方式并不能从根本上逆转耳部潜在的病理改变。〔3〕



图A:脐血治疗前、后脑白质平均各项异性分数值变化


近年来,采用干细胞移植的方式来修复受损内耳备受关注。而且,最新的临床研究表明,静脉输注脐血间充质干细胞(MSC)可通过血液循环到达耳蜗,分布在耳蜗的螺旋神经节区域,其临床安全性得到了证实,而且疗效确切〔3,4〕。


科学家Chio及其同事〔5〕首先在患有SNHL的小鼠中静脉输注了人脐血MSC,结果发现耳部螺旋神经元的形态得到改善,而且数量增加,个别小鼠还出现耳蜗毛细胞的再生。输注5周之后,小鼠的听觉脑干诱发电位阈值明显下降,这提示内耳听力得到了改善。后来,科学家Baumgartner及其同事在自体脐血 MSC静脉输注治疗儿童获得性SNHL的Ⅰ期临床试验中〔6〕也证实了其安全性和有效性,有11例患有SNHL的儿童进行了脐血MSC移植,其中,5例患儿在移植1个月后听觉脑干诱发电位阈值降低,这意味着毛细胞、Corti器和螺旋神经节得到一定程度的修复;另外,3例阈值改善的患儿中,主管听觉的脑白质结构的平均各项异性分数值有所增加,这说明脑白质发生了髓鞘化,听觉传导通路的完整性得到恢复(图A)。而且在注射时没有发生注射相关不良反应,一年之后进行随访,也没有全身严重不良反应的发生,这再次证明了脐血MSC治疗SNHL安全有效。


参考文献:

[1] The epidemiology of hearing impairment in an Australian adult population. DH Wilson,PG Walsh,L Sanchez. International Journal of Epidemiology . 1999

[2] Stem Cell Therapy for the Inner Ear[J] . Takayuki Okano,Matthew W. Kelley.  Trends in Amplification . 2012 (1)

[3] Safety of Autologous Umbilical Cord Blood Therapy for Acquired Sensorineural Hearing Loss in Children. Baumgartner LS,Moore E,Shook D,et al. J Audiol Otol . 2018

[4] Clinical safety and efficacy of autologous bone Marrow-Derived mesenchymal stem cell transplantation in sensorineural hearing loss patients. LEE H S,KIM W J,GONG J S,et al. J Audiol Otol . 2018

[5] Hearing restoration in a deaf animal model with intravenous transplantation of mesenchymal stem cells derived from human umbilical cord blood[J] . Mi Young Choi,Sang Won Yeo,Kyoung Ho Park.  Biochemical and Biophysical Research Communications . 2012 (3)

[6]Safety of Autologous Umbilical Cord Blood Therapy for Acquired Sensorineural Hearing Loss in Children. Baumgartner LS,Moore E,Shook D,et al. J Audiol Otol . 2018

[7]Human mesenchymal stromal cell therapy for damaged cochlea repair in nod-scid mice deafened with kanamycin[J] . Simone Bettini,Valeria Franceschini,Laura Astolfi,Edi Simoni,Benedetta Mazzanti,Alessandro Martini,Roberto P. Revoltella.  Cytotherapy . 2018 (2)

 



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