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科普日常 | 19岁得“老年痴呆”刷新记录!外泌体疗法或成为针对认知障碍的新突破

发布时间:2024-03-27    浏览量:0

国际知名学术刊物《阿尔兹海默症期刊》上曾刊登过一篇论文,公布了一例被临床诊断为阿尔兹海默症的19岁患者。刷新大众对于该病认知的同时,也让“痴呆症”、“认知障碍”等再一次被大众所热议和关注。

图片截取自天津广播相关报道

现阶段,受认知障碍和痴呆症影响的少则数千万人,给患者、护理人员带来巨大痛苦和难题,并给家庭和卫生保健系统带来沉重的经济负担。


认知障碍可由阿尔兹海默症、脑血管疾病、全身系统性疾病等多种病因引起。糖尿病作为一种普遍存在的全身代谢紊乱疾病,近年来在全球的发病率显著上升,研究显示,糖尿病诱导认知障碍(认知障碍和痴呆)的风险会比正常人增加1.25-1.91倍[1]。认知障碍严重影响糖尿病患者的许多方面,包括但不限于糖尿病管理恶化、严重低血糖更频繁发生、心血管事件和死亡风险增加。痴呆症可能涉及多个认知领域,包括记忆、沟通、注意力、推理、判断和视觉空间技能。


一部经典的影片《困在时光里的父亲》,也曾通过镜头让观众身临其境地体会到“痴呆症”、“认知障碍”的病症有多么可怕和令人绝望。

图片截取自影片《困在时间里的父亲》


不幸的是,目前我们对认知障碍的了解仍处于起步阶段,而且缺乏FDA批准的临床治疗药物。


随着干细胞领域的快速发展,大量的学者研究证实间充质干细胞(MSCs)在治疗认知障碍中展现出了巨大的潜力,但与此同时也发现细胞疗法具有一些潜在弊端,如:栓塞等风险较高,存活率较低等,这些弊端大大限制了其临床应用


而MSCs源性外泌体(MSC-Exos)作为其衍生物,不仅继承了亲本细胞的生物学功能,还规避了其潜在弊端,成为一种更安全、更方便、更有效的治疗方法。同时,MSC-Exos还可以作为一种有效的药物递送系统,将特定的生物功能分子靶向特定的受体细胞,从而实现精确治疗。基于此,MSC-Exos在治疗认知障碍中展现出了极大的潜能。


外泌体是一种由内体途径形成、直径在30-150nm的腔内囊泡,在多种体液(如:血浆、尿液、精液、唾液、支气管液、脑脊液、母乳、血清、羊水、滑液、眼泪、淋巴、胆汁和胃酸)中均可被检测的到[2]

外泌体中含有丰富的生物活性物质,目前已在外泌体中鉴定出9000多种蛋白质、3000多种mRNAs和2000多种microRNAs,在细胞增殖、迁移、血管生成、免疫调节和修复等方面发挥着重要作用


外泌体与认知障碍

很多研究表明,MSC-Exos中相对恒定的含量,如miRNAs和细胞因子能够通过促进神经元再生和突触可塑性、抗炎、抗氧化和减少β-淀粉样蛋白等方面来改善认知障碍

Nakano等[3]从大鼠骨髓间充质干细胞中纯化外泌体并将其注射到链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠脑室内,结果外泌体被内化到星形胶质细胞和神经元中通过降低受损神经元和星形胶质细胞的氧化应激水平,促进神经元再生和突触可塑性,逆转了糖尿病诱导的认知障碍现象。Cone等[4]对5XFAD(5个家族性阿尔茨海默病突变)小鼠进行MSC-Exos滴鼻治疗,结果显示MSC-Exos可减少β-淀粉样蛋白沉积,有效提高阿尔茨海默病模型小鼠的空间学习和记忆能力。将MSC-Exos与中枢神经系统特异性狂犬病病毒糖蛋白(RVG)肽偶联,可以增强外泌体在皮质和海马区的靶向性,减少β-淀粉样蛋白沉积,并使炎症细胞因子水平正常化,拯救阿尔茨海默病模型小鼠的记忆缺陷[5]


未来和挑战

MSCs在不同的组织微环境中植入后会改变其表型和功能,而MSC-Exos在不同的刺激下不会改变其免疫调节和神经保护特性,同时也可穿越血脑屏障在脑内环境发挥调节作用,这表明了它们在针对脑部疾病的临床应用潜力


然而,目前使用MSC-Exos针对认知障碍仍面临着巨大的挑战,如:外泌体治疗认知障碍疾病的机制不明确、长期效应未知、外泌体制备方法有限、使用频率不确定等挑战。因此,需要更广泛的实验研究和临床试验来验证这些发现,并建立一个全面的安全性和有效性数据库。

【注】文章内容旨在科普细胞知识,进行学术交流分享,了解行业前沿发展动态,不构成任何应用建议。







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[1]Xue M, Xu W, Ou YN, et al. Diabetes mellitus and risks of cognitive impairment and dementia: A systematic review and meta-analysis of 144 prospective studies[J]. Ageing Res Rev, 2019, 55:100944.

[2] Doyle LM, Wang MZ. Overview of Extracellular Vesicles, Their Origin, Composition, Purpose, and Methods for Exosome Isolation and Analysis[J]. Cells, 2019, 8(7).

[3] Nakano M, Nagaishi K, Konari N, et al. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells improve diabetes-induced cognitive impairment by exosome transfer into damaged neurons and astrocytes[J]. Sci Rep, 2016, 6:24805.

[4] Cone AS, Yuan X, Sun L, et al. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles ameliorate Alzheimer's disease-like phenotypes in a preclinical mouse model[J]. Theranostics, 2021, 11(17):8129-8142.

[5] Cui GH, Guo HD, Li H, et al. RVG-modified exosomes derived from mesenchymal stem cells rescue memory deficits by regulating inflammatory responses in a mouse model of Alzheimer's disease[J]. Immun Ageing, 2019, 16:10.



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