中風是世界上最普遍的心血管疾病，并且仍然是導致死亡和殘疾的主要原因之一。盡管治療再灌注損傷的早期干預措施（如靜脈溶栓和血管內(nèi)血運重建）已對中風患者顯示出顯著益處，但中風仍然是全球長期殘疾的主要原因。因此，卒中與家庭負擔增加、醫(yī)療費用增加等因素導致的社會經(jīng)濟問題有關。使用不同細胞類型的干細胞治療的實驗實驗室結果很有希望，一些臨床試驗開始證明這種干預的安全性和有效性。

在這篇綜述中，我們旨在總結5種類型干細胞{骨髓單個核細胞（MNCs）、骨髓間充質干細胞（BMSCs）、牙髓干細胞（DPSCs）、神經(jīng)干細胞（NSCs）、誘導多能干細胞（iPSCs）}、用于治療中風的作用機制以及應用在人體研究中對中風后的有益影響。

骨髓單核細胞

骨髓單個核細胞包括單核細胞、淋巴細胞、間充質和造血干細胞以及造血和內(nèi)皮祖細胞。BMSCs和iPSCs等干細胞在移植前需要一段時間的細胞培養(yǎng)，而骨髓單個核細胞可以在給藥前自體收集，與其他細胞來源相比，這在急性臨床護理環(huán)境中可能是有利的。

骨髓單個核細胞對腦卒中的保護機制

在中風治療中使用骨髓單個核細胞的實驗原理包括許多作用機制，例如調節(jié)局部和全身炎癥、促進血管生成和內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生、分化成促進細胞修復過程的細胞類型，以及分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子。腦卒中后急性期到慢性期的因素(圖1) 。主要機制被認為是血管生成和減少內(nèi)皮損傷。

MNCs增加了各種缺血性疾病患者的血管密度和血流量，例如心血管疾病、外周動脈疾病和糖尿病足病變。初步研究表明，造血干細胞分化為內(nèi)皮細胞 (EC) 是恢復的主要促進機制。

骨髓單個核細胞移植治療腦中風的臨床研究

薩維茨等人先前報道，與年齡和美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表 (NIHSS) 評分匹配的歷史卒中患者的對照組相比，在卒中后24-72小時內(nèi)靜脈輸注自體MNCs可能是有效的。

此外，田口等人據(jù)報道，在中風發(fā)作后7-10天靜脈輸注自體MNCs是一種安全可行的療法，可改善嚴重缺血的中風患者的功能恢復并增加CBF和代謝（NIHSS評分≥10后第7天）。

另一方面，一項II期、多中心、隨機臨床試驗表明，在中風發(fā)作后中位18.5天靜脈輸注自體MNCs是安全的，但他們沒有觀察到治療對中風結局的有益影響。

這些臨床結果表明，在中風發(fā)作后不久早期移植MNCs可能更有效地促進康復。由于MNCs具有急性和自體移植的特殊優(yōu)勢，年齡、性別和潛在的合并癥可能會影響患者對MNC移植物的敏感性和功能，盡管需要更多的研究來確定這些因素對MNC移植物療效的影響MNC移植治療中風。

骨髓間充質干細胞

BMSCs具有自我更新的潛力。BMSCs易于體外培養(yǎng)，免疫原性弱，安全性好，被認為是治療缺血性腦卒中的理想種子細胞。

骨髓間充質干細胞對腦卒中的保護機制

研究表明，BMSCs在體外共培養(yǎng)或分化培養(yǎng)基中具有分化為神經(jīng)元細胞的能力。BMSCs還可以通過分泌抗炎因子或降低白細胞介素1β (IL-1β)、白細胞介素 6 (IL-6) 和腫瘤壞死因子α (TNF-α) 水平來影響損傷部位的微環(huán)境。它們還可以誘導抗凋亡分子和促進血管生成的營養(yǎng)因子的分泌、免疫調節(jié)，包括抑制T細胞增殖、促進調節(jié)性T細胞 (Treg) 功能和減少IL-23/IL-17表達，并增加軸突生長。

臨床試驗：骨髓間充質干細胞移植治療腦卒中的療效和安全性

在一項針對30名嚴重中風患者的前瞻性隨機研究中，Bang等人顯示BMSCs在卒中后一年內(nèi)改善了改良 Rankin 量表 (mRS) 和 Barthel指數(shù)評分。系列評估顯示沒有不利的細胞相關、血清學或影像學定義的影響。同樣，Honmou等人報道稱，在中風后36-133天，將在人血清中擴增的自體BMSCs靜脈輸注到12名受試者中，未導致任何顯著的不良事件。

SanBio研究評估了SB623細胞的使用，SB623細胞是用人Notch-1細胞內(nèi)結構域瞬時轉染的同種異體修飾的BMSC，在一項為期兩年、單臂、開放標簽、不受控制的研究中對18名處于穩(wěn)定慢性期的患者進行了研究中風后（中風后6-60個月）。將SB623細胞立體定向注射到梗塞區(qū)域，并對受試者進行24個月的隨訪。根據(jù)歐洲卒中量表評分、NIHSS評分、Fugl-Meyer總分和Fugl-Meyer運動評分，觀察到顯著改善。

牙髓干細胞

人類DPSC是存在于牙髓血管周圍壁龕內(nèi)的神經(jīng)嵴衍生干細胞，并且是一種有吸引力的細胞來源，因為它們可以作為醫(yī)療廢物很容易地獲得。

缺血性中風后牙髓干細胞的保護作用

多能干細胞，如DPSC，具有有限的分化潛能，這使得它們在臨床使用中可能更安全，沒有經(jīng)過驗證的腫瘤形成風險。在各種體內(nèi)實驗中，外源性DPSC治療的作用機制歸因于它們的旁分泌作用，這些作用由分泌因子、細胞因子、趨化因子以及生長和營養(yǎng)因子的釋放介導，包括基質細胞衍生的factor-1、NGF、BDNF、GDNF和VEGF。已提出DPSC的自分泌和旁分泌作用負責改善宿主細胞的微環(huán)境和增強損傷或疾病后的內(nèi)源性恢復過程。

牙髓干細胞移植治療中風的臨床研究

DPSCs的靜脈內(nèi)給藥比腦內(nèi)或腦室內(nèi)移植的侵入性更小，從而減少了對中風患者的創(chuàng)傷。此外，細胞的全身輸送可以更容易地通過血腦屏障 (BBB) 轉移到缺血半球，這對于急性中風患者來說是一種有效且安全的手術。涉及靜脈注射人同種異體DPSCs的臨床研究已經(jīng)在日本開始。

JTR-161是一項首次在人體中進行的隨機、雙盲、安慰劑對照、多中心臨床試驗，旨在評估DPSC給藥對缺血性中風患者的安全性和有效性。本研究由 JCR Pharmaceuticals Co., Ltd. 根據(jù)良好生產(chǎn)規(guī)范設計，由三個隊列組成。研究中使用的DPSCs在中風發(fā)作后用100mL鹽水稀釋，用于單次靜脈內(nèi)給藥。患者于2018年12月至2021年7月期間從日本的29個中風中心招募。

神經(jīng)干細胞

1962年，Altman描述了成年大鼠神經(jīng)增殖的可能性。1992年，Reynolds、Weiss及其同事首次分離出神經(jīng)干細胞，并在表皮生長因子 (EGF) 存在的情況下對其進行繁殖，以產(chǎn)生他們稱之為“神經(jīng)球”的大細胞球體。神經(jīng)元和神經(jīng)膠質細胞來源于常見的未成熟神經(jīng)干細胞，它們被定義為自我更新和多能細胞，可以分化為神經(jīng)元、星形膠質細胞和少突膠質細胞。

神經(jīng)干細胞移植治療腦卒中的作用機制

目前的理解是，移植的神經(jīng)干細胞主要通過旁分泌和自分泌各種神經(jīng)營養(yǎng)因子，在腦內(nèi)外發(fā)揮免疫調節(jié)作用，增加內(nèi)源性神經(jīng)元再生和血管生成，并抑制膠質瘢痕形成。

神經(jīng)干細胞移植治療中風的臨床研究

神經(jīng)干細胞移植主要作為中風后慢性期的一種治療方法，其治療選擇與急性期治療一樣少。在2000年代初期，許多研究調查了神經(jīng)干細胞在慢性期治療中的用途；然而，很少有基于細胞療法的完整臨床試驗，現(xiàn)有的試驗包括慢性中風患者的小隊列。

PISCES1：試驗（ClinicalTrials.gov，編號NCT01151124）是首次使用源自人類胎兒皮層的神經(jīng)元祖細胞 (NPC) 治療損傷后慢性期患者的人體研究到基底神經(jīng)節(jié)。該試驗是一項開放標簽、單中心、劑量遞增研究。在這項研究中，11名患者在中風發(fā)作后6-60個月被納入。CTX細胞通過單次注射立體定向移植到同側殼核中。在該試驗期間，沒有報告免疫學或細胞相關的不良事件。接受CTX細胞治療的患者的NIHSS和Ashworth痙攣量表評分有所改善，并且在手術后一個月內(nèi)觀察到神經(jīng)系統(tǒng)改善，并在兩年的隨訪中保持不變。此外，隨訪兩年以上的三名患者的mRS評分提高了1分。

PISCES2：研究（ClinicalTrials.gov，編號NCT02117635）是一項前瞻性、多中心、單臂、開放標簽的研究，研究對象為40歲以上的成年人，他們經(jīng)歷了2-13個月的顯著上肢運動缺陷（中位數(shù)：7個月）缺血性中風后。23名患者接受了將2000萬個CTX細胞移植到同側殼核中。一年內(nèi)沒有報告與細胞相關的安全問題。一名患者在3個月時表現(xiàn)出改善的行動研究手臂測試表現(xiàn)，三名患者在6-12個月后有所改善。7 名患者的 mRS 評分至少提高了1分。總共有15名患者在一項或多項臨床量表上表現(xiàn)出改善。

誘導多能干細胞

iPSC可以成為細胞治療的理想細胞來源，因為它們可以從體細胞或血細胞（理論上來自任何個體）進行重新編程，并且具有無限的自我更新能力和多能性，使它們能夠分化為來自三種細胞的所有細胞類型胚層（內(nèi)胚層、中胚層和外胚層）。這些優(yōu)勢是其他干細胞（如MSCs或NSCs）所不具備的，而且iPSC產(chǎn)品的研究和應用比胚胎干細胞引起的倫理爭議更少。盡管如此，仍有幾個障礙需要克服。

誘導多能干細胞療法治療中風的優(yōu)點

與其他干細胞相比，iPSC保護免受損傷的獨特機制尚不清楚。iPSC的固有特性，例如無限的自我更新潛力和多能性可能是一個巨大的優(yōu)勢。

例如，iPSC可能與移植后較低的排斥反應率相關，并且可以富集基因工程iPSC以增強特定激素的分泌。此外，來自同一 iPSC細胞系的不同階段的分化細胞可用于靶向中風后階段；未成熟的iPSC衍生的NSCs可以抑制急性期的炎癥，成熟的神經(jīng)上皮樣細胞可以用作慢性期的細胞替代物。急性期的治療時間窗可能不會很長，因此能夠為中風患者量身定制治療方案將是有益的。

觀點

干細胞已成為中風治療中細胞療法的有吸引力的候選者，盡管到目前為止，還沒有理想的治療干預措施。盡管干細胞具有多種有益作用，包括神經(jīng)保護、減少炎癥和免疫反應以及增加血管生成和神經(jīng)生成，但每種細胞類型能夠減輕中風造成的損傷的主要機制尚待闡明。

臨床挑戰(zhàn)可能包括復雜因素，例如年齡、合并癥、中風亞型和中風嚴重程度的影響，所有這些都會影響細胞療法的療效。在細胞療法成為標準的中風治療之前，需要協(xié)調基礎科學和臨床合作。

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