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徐俊:细胞替代疗法可有效应对脊髓损伤问题

2018年07月27日 17:44   来源:经济日报-中国经济网   

  

  7月27日,2018生物科技与转化医学国际高峰论坛在京举办。图为同济大学再生医学教授、干细胞工程转化医学Sarite中心副主任徐俊作主题演讲,题目为《脂肪源行干细胞分化为神经元,用于脑卒中和脊髓损伤的细胞替代疗法》。 经济日报-中国经济网记者张相成/摄

  经济日报-中国经济网北京7月27日讯  由中国产学研合作促进会主办,赛尔集团等承办的“2018生物科技与转化医学国际高峰论坛”今日在京举办。

  同济大学再生医学教授、干细胞工程转移医学Sarite中心副主任徐俊在主题演讲中介绍了脂肪源行干细胞分化为神经元,用于脑卒中和脊髓损伤的细胞代替疗法。他表示,全球有300万病人因为脊髓损伤丧失很多功能导致生活不便。在此方面,干细胞科学取得了诸多进步,帮助解决脊髓损伤这个病理性问题,其中,一种通过细胞替代的疗法可促进细胞生成,通过细胞移植从新促成脊髓之间的通路,从而帮助应对脊髓损伤的问题。

  以下为演讲全文:

  各位下午好!首先非常高兴在这里跟大家一起见面,做发言,首先感谢主办方把如此优秀的科学家全都聚集在一起来讨论干细胞这个非常重要的问题。

  这是我的发言,我们都知道这其实会影响到全球300万的病人,而且每一天大概会有8000人因为脊髓损伤而生活不便,所以我们也知道在这方面可以使用一些干细胞的解决方法帮助到病人。包括通过使用癌细胞和其他的方式去实现这一点,找到实现电平衡,帮助他们缓解病情。

  因为脊髓损伤之后会丧失很多的功能,包括生活有重大不便,干细胞科学取得了众多进步,这也给我们带来了希望。帮助我们去解决脊髓损伤这个病理性问题,其中一种通过细胞替代的疗法帮助应对脊髓损伤的问题,也可以帮助我们促进细胞形成。可以通过细胞移植从新促成脊髓之间的通路。

  其实在干细胞方面有各种各样的来源,比如说ESCs还有IPSCs—NSC等等,包括各种细胞都是可以作为干细胞通过移植用到受伤脊柱,而且他们有一些细胞有致癌潜在性。我们需要找到一些大量功能性的细胞,是可以产生效力细胞。

  最近,干细胞尤其是NSPC以及ADSCs可以帮助我们治疗一些疾病,因为干细胞差异性是非常大的,比如说像脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞、内皮细胞、心肌细胞等等。而且,也可以看到有很多针对ADSCs应用的优势,我们可以获得自体移植的细胞,因为它会有非常丰富的来源,有皮下组织、肠系膜等等,也可以有很好的免疫抑制的效果。

  另外一方面,有很多报告是关于比较低免疫排斥的情况,因为我们主要从自体组织来获得了干细胞,所以它的排异现象比较弱,也没有道德和伦理方面的问题,所以我们要思考问两个基本的问题;一到底hADSC是不是可以转换成神经元或者运动神经元,二是根据hADSC获得神经元,是不是可以医治脊柱损伤的疾病和机制是什么。hADSC能够分离开了,在三到四天过程当中,可以找到hADSC,用了生物标记通过表面的标记可以知道知道有CD29、CD44、CD73有些比较难获取,有些比较容易获取。很有意思的是,所有这些干细胞他们有一些没有达到标记可以表达的水平。

  ADSCs会有多潜能性,大概在七年之前,当时我们主要经历放在把干细胞进行图表形区域化,尤其在研究体系当中实现这一点,同时很快在一到两天当中看到了干细胞出现了巨大的变化,所以可以帮助区域化区别不同的神经元,而且他们运行的机制也有所不同。我们通过三天的实验,首先加快它的变异,通过增加了一些刺激因子,比如说IGF等等,我们再等三天看看ADSCs到底发生了什么样的情况,可以看到有了一个棉纺状的结构,ADSCs当中并没有出现新的神经元,但是在经过了六天之后,我们看到了一个巨大的变化,所有这些ADSCs产生了比较高水平一些新神经元。

  而且,他们也开始显示出之前这种结构,可以把它的这种细胞分化因素对比,这种细胞分化能够让细胞看起来更加复杂,结构更加复杂。我们也注意到,正如之前所说这些骨细胞范围之内,也是利用一种筛选的机制,ADSCs所产生神经元细胞可以变成一种更加成熟的细胞。

  把这些细胞进行了一种生理学的分析,通过电流来研究它的生理学变化。我们发现通过分化细胞可以变的更加成熟,在分化之前没有那么成熟。而且也显示出这些HB9这种类型神经元细胞。

  下面看一下另外一个话题,干细胞产生神经元细胞以及在移植之后会发生哪些变化,因为我们知道就像神经元细胞一样,他们需要一些机器干预,尤其在受伤环境当中在一些发炎环境当中,需要对这些干细胞进行结合,能够通过一两天的培养之后,再进行移植。我们也可以说,可以把这些细胞来进行观察,利用的是小鼠脊柱细胞,用镊子把它的脊柱取出来,会等2到3秒钟之后把干细胞提取出来。这是所有设计的前提,从第一天开始,就利用这样一种模型又进行了一定的移植,大概8周之后来研究这些细胞成活率。

  随着时间的推移这些细胞的变化都是被密切的观察。开始在7周之后进行细胞的移植,再过1周进行测试来检查这些细胞在移植之后是否会被杀死,是否带一些不同的效果,利用这些不同的模型,经过一到两周之后,它的这种行为是有部分的恢复,关于这些干细胞产生神经元细胞经过4到5周之后,它的这种功能可以逐渐的恢复,而且保持在一个相对高的水平。

  我们希望这些细胞它能够用于治疗受伤的区域,而且我们和GFAP进行着色,研究移植3到8周之后,移植之后的细胞会发生哪些变化,这些被标记的细胞基本上都是成活了差不多8周以上,而且在一些比较复杂的结构当中,他们也是可以存活下来的。

  看一下这些细胞对于GFAP和GFP来说可以非常好的适应新的环境,但是大部分的细胞,像可能大概80%左右,所有的神经元细胞来自于GFAP,利用这种类型的移植可以大幅度降低受伤区域损害,对它进行快速恢复。

  我们希望能够有一个比较好的细胞的准备,像GFP的信号也是对它进行了电子生理学的分析,希望它能够对于某些活动有一定的反应,包括像这些突触对于电流的反应,把这种神经元细胞和正常的神经元细胞进行对比,检测它的效果是否是比较好,是否能够促进这些组织再生,是否能够产生一种比较好的治疗方法来帮助我们找到比较好的神经元细胞。利用了这样一种模式,利用了hADSC—MNs进行了移植之后,它对于重建神经元回路来说非常重要的,有的时候等一定的时间检测,这些动物身上移植之后会发生哪些事情有一些功能的延迟,

  还检测这些神经元细胞的活力,包括对于脊柱的影响,脊柱受伤之后也是希望通过移植这些干细胞能够修复脊柱,能够非常高效的把这些毁坏神经元进行重新的连接,如果我们不小心在系统中把这些细胞杀死,包括像之前所说的MEP。

  另外一个方面,在脊柱受伤之后,我们看到一个非常明显的细胞的活力,这些干细胞在移植之后来思考它是否有很多的信号传输,对于这些化学品进行功能特性的分析,包括像之前所说的受伤小鼠的研究,还有利用这些细胞功能培养,这些化学品在酶里面变化并不是很大,但是对于ADSCs和衍生物的变化是非常大的,尤其是在抗发炎方面有很好的效果。

  可以看到它是有不同类型的波动,但是这些因素整合在一起,从2013年开始,这个研究一直来注重ADSCs以及衍生物的影响,可能这些移植的细胞可以优化微环境能够产生一种抗发炎的效果。从我们的原始数据当中可以看到这些干细胞有这种潜力能够变成神经元细胞,能够成为一种比较好的神经元信号、信息的传输,当然,它有一定的能力包括像它的免疫能力能够帮助我们去减少移植以后发炎现象,但是我认为这仅仅是研究中的冰山一角,我们需要充分了解这些机制是如何奏效的。

  从我的角度来看,我相信为了实现更好的治疗效果,尤其对于脊柱而言,需要在受伤的区域使用这种神经元细胞,包括像这种神经元细胞的活力可以帮助脊柱快速进行恢复。

  与此同时,可以通过神经元细胞的使用来增强比较好的治疗效果,今天就像早上Thomas分享的那样,如果能找到好的神经元细胞的话,可以挖掘它的潜力,需要考虑在哪种分化的情况下使用哪一种标记物,以及这些标记物是否会影响到这些细胞的效果,当然在此过程当中需要一定的监管能够不断的优化这些分化的过程,这一点应该是非常关键的,能够帮助我们实现一种真正的转化应用。

  最后,感谢Thomas,我之前在汤姆实验室里面学习,其实我成了PI之后我从Thomas那边学到很多的东西,他给我带来很多启发,感谢其他的同事因为我们一起共同研究,我也感谢同济大学和医院让我有机会在转化医学方面做了很多的工作,我也要感谢这些同事(科林)博士,还要感谢实验室的学生,他们让我可以在这里给大家做这个汇报!谢谢!

  

(责任编辑:刘潇潇)

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2018-07-27 17:44 来源:经济日报-中国经济网
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