現(xiàn)代研究表明，靜脈注射間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 可以穿過血腦屏障 (BBB)，從而產(chǎn)生各種再生效應(yīng)。

間充質(zhì)干細(xì)胞和血腦屏障 (BBB)

通過IV施用的間充質(zhì)干細(xì)胞會穿過血腦屏障 (BBB) 嗎？

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 本質(zhì)上具有獨(dú)特的特征，可幫助它們向炎癥區(qū)域遷移。MSC分泌各種類型的分泌蛋白組，以誘導(dǎo)炎癥部位的神經(jīng)再生和鎮(zhèn)痛作用。現(xiàn)代研究表明，靜脈注射間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 可以穿過血腦屏障 (BBB)，從而產(chǎn)生各種再生效應(yīng)。  

Kim等人最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究證實(shí)了這一點(diǎn) 。發(fā)現(xiàn)靜脈注射的MSCs穿過BBB并遷移到阿爾茨海默病小鼠模型的大腦中。⁽³⁾ 

什么是血腦屏障？

血腦屏障 (BBB) 是一種分散屏障，可防止大多數(shù)化合物從血液進(jìn)入大腦。根據(jù) Ballabh 的說法，這個(gè)屏障非常特殊，這意味著它只允許某些物質(zhì)從血液進(jìn)入大腦。這可以保護(hù)大腦免受可能損害神經(jīng)元的毒素的侵害。

干細(xì)胞在動物中風(fēng)模型中穿過血腦屏障

間充質(zhì)干細(xì)胞在逆轉(zhuǎn)與多發(fā)性硬化癥、帕金森病 (PD) 和阿爾茨海默病 (AD) 等中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的神經(jīng)元損傷方面具有巨大潛力 。⁽⁴⁾

Yilmaz 等人進(jìn)行的一項(xiàng)研究。發(fā)現(xiàn)靜脈內(nèi) (IV) 注射的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 可以穿過血腦屏障進(jìn)入腦動脈閉塞 (t-MCAO) 中風(fēng)模型。⁽⁵⁾ MSCs的大腦趨向性（進(jìn)入大腦）通過給予大鼠的放射性標(biāo)記（可見放射性化合物）MSCs 的全身成像證實(shí)。在中風(fēng)后的前兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，MSCs會短暫地穿過肺部，并隨著時(shí)間的推移繼續(xù)在腦缺血區(qū)域內(nèi)遷移，穿過血腦屏障。該研究通過使用全身成像得出結(jié)論，間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC) 在靜脈內(nèi)給藥時(shí)能夠在通過血腦屏障后填充中樞神經(jīng)系統(tǒng)。⁽⁵⁾

是什么讓間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 如此特別？

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 是一種特別有吸引力的治療劑，因?yàn)樗鼈円子诜蛛x、安全可靠，并且有可能靶向參與神經(jīng)元再生的多種途徑。 

MSCs因其具有自我更新、分化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等特性而被廣泛用于各種疾病的治療。體外（在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行）和體內(nèi)（在活生物體中進(jìn)行）研究支持了對MSC治療在臨床應(yīng)用中的機(jī)制、安全性和有效性的理解。 ⁽⁶⁾

間充質(zhì)干細(xì)胞會被困在肺部嗎？

研究表明，靜脈內(nèi)給藥后干細(xì)胞在肺部的滯留只是一種短暫現(xiàn)象，這意味著細(xì)胞最終會到達(dá)身體的其他部位 ⁽¹¹⁾。物理尺寸在整個(gè)身體的任何細(xì)胞的遷移能力中起著重要作用。（見下圖）。

細(xì)胞的大小會導(dǎo)致某些區(qū)域被困，從而導(dǎo)致遷移能力的喪失。間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的大小取決于它們的原始來源（骨髓、脂肪組織、臍帶血或臍帶組織）。重要的是，內(nèi)源性MSC的尺寸較小 (～10 μm)，這可以通過體循環(huán)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)輸 (10)。

根據(jù) Majore 等人2009年進(jìn)行的一項(xiàng)研究。單個(gè)臍帶組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞的平均直徑約為 11 μm（與白細(xì)胞大小相似）⁽⁹⁾。

間充質(zhì)干細(xì)胞還會經(jīng)歷稱為細(xì)胞變形的過程，這可以促進(jìn)較大的細(xì)胞通過較小的血管 ⁽¹⁰⁾。該數(shù)據(jù)表明，MSCs 可以繞過肺部“首過效應(yīng)”（被困在肺部），導(dǎo)致整個(gè)身體（包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)）的有效循環(huán)。

?間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的歸巢機(jī)制

間充質(zhì)干細(xì)胞的主要優(yōu)勢之一是由于其內(nèi)在的歸巢能力，它們能夠針對特定的關(guān)注區(qū)域。間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢在全身給藥時(shí)可定義為退出循環(huán)并遷移至損傷部位。⁽⁷⁾

研究表明，MSC可能具有類似白細(xì)胞的主動歸巢機(jī)制，使它們能夠在受傷或發(fā)炎時(shí)與 BBB 相互作用并遷移穿過 BBB。⁽¹⁾

靜脈注射干細(xì)胞可以穿過血腦屏障

一般來說，神經(jīng)系統(tǒng)疾病很難治療，部分原因是藥物難以通過血腦屏障 (BBB)。然而，間充質(zhì)干細(xì)胞在通過 IV 給藥時(shí)可以穿過血腦屏障 (BBB)。研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞迅速遷移到大腦受損區(qū)域。這已通過使用基于磁共振的移植細(xì)胞跟蹤得到證實(shí)。^(1). 

大腦開放 (BBB) 被認(rèn)為能夠允許MSC和/或其分泌組有效地穿過 大腦中的所需部位，從而導(dǎo)致各種再生效應(yīng)，例如神經(jīng)再生、炎癥減少和減少在疼痛。

我們發(fā)現(xiàn)多項(xiàng)研究關(guān)注神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如多發(fā)性硬化癥、帕金森氏癥、中風(fēng)和 ALS，這些研究通過靜脈注射間充質(zhì)干細(xì)胞觀察到了積極的結(jié)果。⁽⁸⁾ 因此，可以確定間充質(zhì)干細(xì)胞可以在多種不同的疾病模型中穿過血腦屏障（BBB）。^{(4, 3, 5)}

參考：  

(1) Liu, L.、Eckert, MA、Riazifar, H.、Kang, D.-K.、Agalliu, D. 和 Zhao, W. (2013)。 從血液到大腦：系統(tǒng)移植的間充質(zhì)干細(xì)胞能否穿過血腦屏障？ 干細(xì)胞國際。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3753739/。 

(2) Conaty P;Sherman LS;Naaldijk Y;Ulrich H;Stolzing A;Rameshwar P; (nd). 間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢至血腦屏障的方法。分子生物學(xué)方法（新澤西州克利夫頓）。https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30196403/。 

(3) Kim, S., Chang, K.-A., Kim, J. a., Park, H.-G., Ra, JC, Kim, H.-S., & Suh, Y.-H. (2012)。 靜脈注射人脂肪干細(xì)胞對阿爾茨海默病小鼠的預(yù)防和治療作用。公共科學(xué)圖書館之一。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3458942/。

(4) Trounson, A.（2009 年，6 月 11 日）。 人類干細(xì)胞治療研究的新視角。BMC醫(yī)藥。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2702289/。

(5) Yilmaz, G.、Vital, S.、Yilmaz, CE、Stokes, KY、Alexander, JS 和 Granger, DN（2011 年 3 月）。 缺血后腦微血管系統(tǒng)中選擇素介導(dǎo)的骨髓基質(zhì)細(xì)胞募集。中風(fēng)。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3042505/。

(6) 洛杉磯科納 (nd)。 間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的類型及其作用機(jī)制。RSS。https://www.dvcstem.com/post/mscs。

(7) Torres Crigna, A.、Daniele, C.、Gamez, C.、Medina Balbuena, S.、Pastene, DO、Nardozi, D.、… Bieback, K.（2018 年，6 月 15 日）。 以臨床前模型為重點(diǎn)的用于治療腎損傷的干細(xì)胞/基質(zhì)細(xì)胞。醫(yī)學(xué)前沿。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6013716/。

(8) Petrou, P., Kassis, I., Levin, N., Paul, F., Backner, Y., Benoliel, T., . . . D. Karussis（2020 年，11 月 30 日）。自體間充質(zhì)干細(xì)胞移植對活動性進(jìn)行性多發(fā)性硬化癥的有益作用。2021 年 2 月 23 日檢索自 https://academic.oup.com/brain/article/143/12/3574/6012789?login=true

(9) Majore, I.、Moretti, P.、Hass, R. 和 Kasper, C.（2009 年，3 月 20 日）。人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞樣培養(yǎng)物中亞群的鑒定。細(xì)胞通信和信令：CCS。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2676292/。

(10) Krueger, TEG, Thorek, DLJ, Denmeade, SR, Isaacs, JT, & Brennen, WN（2018 年，8 月 1 日）。簡明回顧：基于間充質(zhì)干細(xì)胞的藥物遞送：好的、壞的、丑陋的和承諾。干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué) (AlphaMed Press)。https://stemcellsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sctm.18-0024。

(11) Fischer, UM、Harting, MT、Jimenez, F.、Monzon-Posadas, WO、Xue, H.、Savitz, SI、Laine, GA 和 Cox, CS（2009 年 6 月）。肺部通道是靜脈內(nèi)干細(xì)胞遞送的主要障礙：肺部首過效應(yīng)。干細(xì)胞和發(fā)育。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3190292/。

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