图：神经系统中干细胞来源的细胞外囊泡可以修复受损的细胞并阻断引起急性和慢性脑部炎症相关蛋白质对于脑部疾病和损伤，廉价、可及且非侵入性的治疗方法可能正在慢慢兴起，如被称为细胞外囊泡（EVs）的微小颗粒。德克萨斯州A＆M医学院的研究人员最近进行的一项研究表明，与修复脑损伤的干细胞疗法不同（在人体中进行测试可能不安全），EV可以安全地再生脑细胞并减少炎症。这项发表在《细胞外囊泡杂志》上的研究发现，源自神经系统干细胞的EV可以修复受损的细胞并阻断引起急性和慢性脑部炎症的蛋白质。EV在电子显微镜下看起来像窗玻璃上的雨滴，有助于细胞之间的通讯。EV就像细胞之间的微型信使一样工作，能够迅速到脑部进行治疗。但是在对动物模型进行这项研究之前，对如何最好地将治疗性EV从神经干细胞中分离的难度很大。同样，研究还没有确切确定EV在大脑中携带哪些蛋白质和microRNA。再生医学研究所副所长、分子和细胞医学系教授Ashok Shetty和他的同事们建立了一种从神经干细胞中分离EV的方法，并确定了一些EV中的货物。他们发现，EV携带蛋白质和微小RNA，可以使海马体（大脑的学习和记忆中心）中的脑细胞再生，并促进神经细胞和遏制炎症之间的联系，以及其他神经保护功能。这些蛋白质或microRNA中的一些甚至可能有助于减少大脑中的淀粉样β斑块和α-突触核蛋白，这是痴呆症（如阿尔茨海默氏病）和帕金森氏病的关键特征。Shetty说，有了这些知识，“例如，我们可以使用EV进行早期干预并减慢这些疾病的速度。”这些发现表明“EV中还有许多其他蛋白质需要研究”，文章的共同第一作者Leelavathi Madhu说。Madhu说，未来的研究应该直接调查其他脑部疾病，例如阿尔茨海默氏病和脑外伤。与使用神经干细胞的疗法不同，Shetty说EV疗法对健康的危害很小。另一位共同第一作者之一Raghavendra Upadhya说，EV太小而无法阻塞血流或引起免疫反应，因此施用如此少量的EV，“可能不会有任何副作用”。当通过鼻腔给药时，治疗性EV可在六个小时内进入大脑几乎所有区域的脑细胞（例如神经元和神经胶质细胞）。这种给药方法使它们成为神经退行性疾病或脑损伤的潜在低成本、非手术的新疗法。Shetty提出，EV的鼻喷雾剂几乎可以在所有环境中用作治疗方法。他说：“想像一个有脑震荡的足球运动员，您只需要给他鼻腔喷EV，就可以防止长期的不良影响，例如认知和情绪障碍。”EV几乎可以从任何细胞中提取，但是由于这些研究人员对脑部治疗感兴趣，因此他们使用了从神经系统干细胞或神经干细胞中提取的EV。干细胞由称为人类诱导的多能干细胞的“主”细胞产生，可以形成任何类型的细胞或组织。为了产生“主”细胞以及神经干细胞的EV，研究人员只需重新编程皮肤细胞或血细胞即可实现。这些细胞已经装满了细胞库的架子，细胞库是用于研究项目的细胞存放设施。但是，这种简单有效的疗法可能要花费数年才能到达公众手里。美国食品药品监督管理局（FDA）必须首先通过人类临床试验，批准用于治疗的EV，但Shetty指出，目前针对脑部疾病的EV疗法研究仅限于动物。在美国，由于安全方面的考虑（包括异常免疫反应和肿瘤产生），没有临床试验研究过使用从人诱导的多能干细胞产生的神经干细胞的脑部疾病疗法。Shetty说：“这就是为什么许多研究团队致力于从不同类型的神经细胞（包括神经干细胞）分离治疗用EV的原因。”参考文献：1. Extracellular vesicles from human iPSC-derived neural stem cells: miRNA and protein signatures, and anti-inflammatory and neurogenic properties. J Extracell Vesicles 9(1):1809064.2. https://today.tamu.edu/2020/10/23/could-a-nasal-spray-of-nanovesicles-repair-brain-cells/
