人類成人幹細胞有助修補老鼠受損脊髓
資料來源: 2005-09-19
Adult human neural stem cell therapy successful in treating spinal cord injury

直接注射人類幹細胞似乎可修復部份因脊髓損傷所造成的傷害

研究員令老鼠脊髓的特定部位受損,造出一般脊髓受傷的效果。再將成人幹細胞植入局部癱瘓的實驗鼠體內,竟使它們恢復了部份行動能力。

治好癱瘓不再是夢:
  由已故影星「超人」克里斯多福癱瘓基金會與美國國家衛生研究所共同贊助的研究顯示,將人類神經幹細胞植入脊髓受損傷的癱瘓實驗鼠體內,結果成功修復了實驗鼠的脊髓組織,並使它們改善了行動能力,讓老鼠再次走路,顯然有助修復老鼠的受損脊髓。這顯示幹細胞治療方法可讓脊髓受損者重新站起來。

  這項研究顯示,幹細胞能夠用來修補因疾病或意外而受損的脊髓,但仍需要進行安全性等方面的進一步測試,才能在人體測試。

  美國加州大學歐文分校 (University of California, Irvine) 李夫—爾灣研究中心 (the Reeve-Irvine Research Center) 的神經科學家布萊恩博士 (Ph.D. Brian J. Cummings) 、安德森博士 (Ph.D. Aileen Anderson) 和其研究小組九月十九日在新一期美國 《國家科學院學報》 (Proceedings of the National Academy of Science) 網絡版上發表論文說,此前的研究已証實胚胎幹細胞能修復受損的神經組織,即從流產胎兒的神經組織取出幹細胞,當幹細胞注射入體內,能發展為任何神經組織。而這一最新成果証明,屬於成體幹細胞的神經幹細胞也具有同樣的功能。

死亡神經再度活躍:
  研究人員發現,脊髓受損的實驗鼠在注射人類神經幹細胞之後 9 天,行走能力就得到改善。作為對照,另一組實驗鼠沒有接受注射,而第三組實驗鼠注射了人類纖維原細胞(此種細胞無法分化成神經糸統的細胞),結果都沒有出現好轉。

  在進一步的實驗中,脊髓嚴重受損而部分癱瘓的實驗鼠在接受人類神經幹細胞注射後,已能依靠後肢爬行,而且後肢運動比較協調,而對照實驗鼠沒有類似的改善。接受人類神經幹細胞移植的實驗鼠,運動機能的改善至少持續了 4 個月。但是,當研究人員為實驗鼠注射只殺死人類細胞的白喉毒素後,它們馬上又回到部分癱瘓狀態,這表明是人類神經細胞治好了它們的傷病。

  安德森表示進行顯微鏡分析,人類神經幹細胞移植到它們體內後,發現大部分注射進老鼠體內的細胞在受傷部位周圍分化成了兩種不同的細胞;部分成為寡樹突膠質細胞 (oligodendrocytes) 圍在受損神經細胞外,協助神經細胞傳送電波,其他則變成新的神經元細胞,亦有極少部分變成第三種中樞神經系統細胞「星形膠質細胞」,這種細胞會形成疤痕。

  其中新生的神經元細胞提高了實驗鼠受損的神經元細胞之間的「通信聯係」﹔而此新生的少突膠質細胞分泌出新的髓磷脂 (myelin) 來包覆在原先受損的軸突上。

    髓磷脂是什麼?
    髓磷脂 (myelin) 是包覆在我們神經外面的一種白色物質,是神經纖維表面的髓鞘的組成物質。髓鞘不僅能像電線塑料皮一樣保護「神經電線」不致短路,並使被包覆的神經細胞能夠傳導腦與身體各部份之間的信號,同時還能加速神經信號的傳導。它是由二層液體(脂肪)中間夾著一層蛋白質所組成。髓磷脂是自繞著軸突(神經纖維的一部份),是由中樞神經系統的少突膠質細胞 (oligodendrocytes) 製造出來的。

      一些神經系統疾病,如多發性硬化症就是由於髓鞘缺失導致的。髓磷脂的分泌改善了脊髓受損實驗鼠神經纖維間的絕緣性,使神經纖維中的生物電不「亂竄」,提高了實驗鼠的運動協調能力。

  為了測試人類幹細胞是否真的有助老鼠康復,研考會亦為部分正在康復的老鼠注射能選擇性地殺死人類細胞的有毒物質,結果發現注射有毒物質的老鼠的步行能力倒退,沒有注射者情況繼續有所改善。

  安德森表示:「老鼠受傷後,脊髓內的神經細胞立即死亡,其他則失去傳遞訊息的能力。」在用來研究的 68 隻老鼠中,研究員在一半老鼠的受損部位以上和以下地方注射了約 7.5 萬個幹細胞,然後在未來數個月觀察老鼠的情況。

  安德森說:「沒有注射幹細胞的老鼠只能略為步行,雖然牠們在首個星期和第二個星期情況輕微有所改善,但實在是苦苦掙扎。相反,注射幹細胞的老鼠,情況一直逐步改善。」

  測試顯示幹細胞能重新製造新的神經元和膜,令到神經可以再次正常地傳遞訊息。慈善醫療研究組織「 Spinal Repair 」的研究部主管卡瓦納歡迎有關的研究結果,他說:「這類研究還有其他好處,特別是幹細胞研究在美國是較引起爭論的問題,研究顯示可利用幹細胞治療傷者。」

  進行研究的加州大學歐文分校教授艾琳.安德森等人說,這一成果表明,神經幹細胞能在治療脊髓損傷等中樞神經疾患中發揮恰當的作用,分化成機體最需要的細胞類型。同時也顯示了多種幹細胞都有可能修復神經組織,值得進一步研究。

  他們在報告中寫道,「還需要更多動物研究,建立修復機制,評量這些細胞的醫療潛力。」

  報告並未詳細說明,脊髓受傷後多長時間內,接受幹細胞注射仍可得到滿意結果。布萊恩博士說:「我們只改善了這些老鼠部份功能,但並沒有治癒牠們。脊髓損傷是一種非常復雜的症狀,沒有一個人可解決整個問題的」。

  提供幹細胞的是加州巴羅艾托的幹細胞研究公司 (StemCells Inc.) ,他們從流產的胎兒上取得人類細胞,在實驗室中培養出幹細胞。

胚胎幹細胞 培育不易 培育晚期常會發生基因變異:
  美國科學家在最新一期《自然遺傳學》雜誌上報告說,他們發現多個實驗室培育的人類胚胎幹細胞系在細胞分裂晚期都會發生基因變異,這可能會影響幹細胞治療的前景。人類胚胎幹細胞可分化為不同的人體組織細胞。科學家一直認為可以利用這種細胞培育人類器官並進行人體移植。但是,這種治療方法最近被證實可能存在問題。

  今年初,美國加利福尼亞大學的科學家證實,目前所有的人類胚胎幹細胞系在培養和誘導分化過程中受到了動物源培養基的污染,使一種人類在遺傳上不能合成的分子進入幹細胞中。

  此次,美國約翰斯-霍普金斯大學的科學家又發現人類胚胎幹細胞培育的另一個弊端。人類胚胎幹細胞培育的時間越長,細胞分裂的次數就越多,因而分裂過程中 DNA (脫氧核糖核酸)複制可能出現的錯誤就越多。

  基於這種理解,研究人員對美國聯邦政府准許培育的九種人類胚胎幹細胞系進行了研究。他們發現,在分裂數十次後,其中八種胚胎幹細胞系都會出現一種以上在人類癌細胞中普遍存在的基因變異。

  科學家指出,現在還不能肯定將發生變異的幹細胞系移植到人體內會出現什麼後果。但是,由於變異可能發生,研究人員在培育的過程中應該盡可能增多原始胚胎幹細胞的數量。 2005-09-20

Dr. Brian J CUMMINGS:
Email Address: cummings@uci.edu
Title: Assistant Researcher
Department: Physical Medicine & Rehabilitation
Office Address: 1254 Gillespie
Zot Code: 4540
Phone: (949) 824-3254
Fax Number: (949) 824-9728
Project: Human stem cells and spinal cord injury.

Ph.D. Aileen J ANDERSON:
Email Address: aja@uci.edu
Title: Assistant Professor
Department: Physical Medicine & Rehabilitation
Office Address: 1107 Gillespie
Zot Code: 4540
Phone: (949) 824-6750
Fax Number: (949) 824-9728

 
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資料收集整理: 新竹市脊髓損傷者協會 戚啟禮

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