人多能干细胞可制备出具有有效治疗功能的人星形胶质细胞

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人多能干细胞可制备出具有有效治疗功能的人星形胶质细胞3 Z: g6 x! ^9 I3 U& y" ]9 ?- @
来源：生物谷原创 2024-04-25 10:04
9 I% Z, K* x2 N中脑型星形胶质细胞的增强功能扩展到它们释放抑制神经元退化和衰老的信号分子的能力，同时引导小胶质细胞远离促炎状态。4 a9 G" w% h+ U: w
星形胶质细胞是大脑中最丰富的神经胶质细胞，具有多种神经营养和体内平衡功能。它们的主要作用是通过各种机制保护神经元细胞免受细胞外和细胞内毒性的侵害，包括清除神经元活性氧(ROS)和清除过量的兴奋毒性谷氨、有害脂质和病理蛋白聚集体。
& a; T/ f: ?0 N# v星形胶质细胞还释放神经营养因子和抗炎细胞因子，并将健康的线粒体从星形胶质细胞转移到受损的神经元细胞。它们通过向细胞提供乳酸和胆固醇来支持神经元的能量和脂质代谢。此外，星形胶质细胞通过参与三方突触，在调节神经元突触传递方面起着至关重要的作用。
9 ?3 V  K$ |5 A" z! w" ]鉴于其不同的神经营养功能，星形胶质细胞已成为目前缺乏有效治疗的神经退行性疾病的疾病修饰疗法发展的主要焦点。先前的研究已经探索了来自啮齿动物大脑或通过人类多能干细胞(hPSCs)分化的星形胶质细胞培养。这些研究已经证明，通过移植培养的星形胶质细胞及其衍生物在各种疾病情况下具有治疗效果。然而，进一步研究以提高星形胶质细胞为基础的治疗方法的有效性和安全性对其成功的临床转化至关重要。" ?6 a4 @2 r0 W& `

0 h  I) Q3 m0 D& G  }图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.03.012
) x- ]0 @5 e8 r) P# x近日，来自韩国汉阳大学生物医学科学与工程研究生院的研究者们在J Adv Res杂志上发表了题为“Preparation of human astrocytes with potent therapeutic functions from human pluripotent stem cells using ventral midbrain patterning”的文章，该研究表明利用腹侧中脑模式从人多能干细胞可制备出具有有效治疗功能的人星形胶质细胞。
% e$ \5 O' i$ c6 ?8 H8 o星形胶质细胞是一种胶质型细胞，可保护神经元免受毒性损伤，并支持健康大脑中的神经元功能和代谢。利用这些生理功能，星形胶质细胞或其衍生物的移植已成为神经退行性疾病的潜在治疗方法。$ V/ X+ `9 v/ B8 I2 r
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Md和Fo类器官星形胶质细胞分化过程示意图5 n- @. c: I: j2 S7 M0 G, H
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.03.012% H6 W: R) D/ g* Q7 u7 R+ z
为了证实星形胶质细胞治疗的临床应用，研究者旨在从人多能干细胞(hPSCs)中制备具有强大治疗能力的人星形胶质细胞。为此，研究者基于中脑特异性因子在增强胶质神经营养/抗炎活性中的作用，在hPSCs向星形胶质细胞分化过程中使用了腹侧中脑模式。为了评估人类中脑型星形胶质细胞的治疗效果，研究者将其移植到帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)的小鼠模型中。! {# t" Q  [$ x5 L1 C
通过一系列全面的体外和体内实验，研究者能够确定中脑型星形胶质细胞表现出有效对抗氧化应激、对抗兴奋毒性谷氨酸和管理病理蛋白聚集的能力。研究者制备中脑型星形胶质细胞的策略取得了令人鼓舞的结果，表明这些细胞在各种神经毒性环境中具有强大的治疗潜力。特别值得注意的是它们在PD和ad特异性蛋白病中的疗效，其中中脑型星形胶质细胞优于通过相同的类器官方法获得的前脑型星形胶质细胞。
( d! v7 h; u! l中脑型星形胶质细胞的增强功能扩展到它们释放抑制神经元退化和衰老的信号分子的能力，同时引导小胶质细胞远离促炎状态。这一成功在使用人类细胞的体外研究和在PD和AD小鼠模型中进行的体内实验中都很明显。最后，人类中脑型星形胶质细胞在缓解神经变性、神经炎症以及与α-突触核蛋白和β淀粉样蛋白积累相关的病理方面表现出显著的有效性。& u/ {. v# P* k+ ~4 O. l
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中脑型星形胶质细胞可改善PD和AD症状
9 Y+ p; Z' y2 |" ^3 N- x图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.03.012
* b4 q! I2 h( F( l3 h  W, x综上所述，研究者结合了腹侧中脑区域模式和基于类器官的分化方法，通过一系列体外和体内实验，证明了人类md -星形胶质细胞在处理氧化损伤、兴奋毒性谷氨酸和病理蛋白聚集方面表现出优于用作对照的fo -星形胶质细胞的细胞自主能力。此外，md -星形胶质细胞的增强能力包括抑制神经元死亡/衰老和小胶质细胞向促炎状态极化的旁分泌功能。最终，人类星形胶质细胞在体外和体内PD和AD小鼠模型中成功改善了与α-syn和Aβ蛋白积累相关的神经退行性变、神经炎症和病理。* b+ d2 e. ^5 D: [* j! \' V8 o
本研究结果为临床采用星形胶质细胞治疗脑部疾病的策略提供了有力的证据。进一步的研究需要探索星形胶质细胞更深层次的治疗潜力，特别是使用更准确地概括人类神经退行性疾病的疾病模型。鉴于免疫系统中存在大量的物种依赖性差异，这是神经退行性疾病的主要原因，未来对星形胶质细胞治疗潜力的评估应考虑具有人源化免疫系统的疾病模型。(生物谷 Bioon.com）/ X) o' F  H3 O! p
参考文献
( V, F/ `* q; J5 D( z( p" f4 j8 CYe Rim Nam et al. Preparation of human astrocytes with potent therapeutic functions from human pluripotent stem cells using ventral midbrain patterning.  J Adv Res. 2024 Mar 22:S2090-1232(24)00112-7. doi: 10.1016/j.jare.2024.03.012.
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