7月27日,2018生物科技與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)國際高峰論壇在京舉辦。圖為同濟大學(xué)再生醫(yī)學(xué)教授、干細(xì)胞工程轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)Sarite中心副主任徐俊作主題演講,題目為《脂肪源行干細(xì)胞分化為神經(jīng)元,用于腦卒中和脊髓損傷的細(xì)胞替代療法》。 經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)記者張相成/攝
經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)北京7月27日訊 由中國產(chǎn)學(xué)研合作促進會主辦,賽爾集團等承辦的“2018生物科技與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)國際高峰論壇”今日在京舉辦。
同濟大學(xué)再生醫(yī)學(xué)教授、干細(xì)胞工程轉(zhuǎn)移醫(yī)學(xué)Sarite中心副主任徐俊在主題演講中介紹了脂肪源行干細(xì)胞分化為神經(jīng)元,用于腦卒中和脊髓損傷的細(xì)胞代替療法。他表示,全球有300萬病人因為脊髓損傷喪失很多功能導(dǎo)致生活不便。在此方面,干細(xì)胞科學(xué)取得了諸多進步,幫助解決脊髓損傷這個病理性問題,其中,一種通過細(xì)胞替代的療法可促進細(xì)胞生成,通過細(xì)胞移植從新促成脊髓之間的通路,從而幫助應(yīng)對脊髓損傷的問題。
以下為演講全文:
各位下午好!首先非常高興在這里跟大家一起見面,做發(fā)言,首先感謝主辦方把如此優(yōu)秀的科學(xué)家全都聚集在一起來討論干細(xì)胞這個非常重要的問題。
這是我的發(fā)言,我們都知道這其實會影響到全球300萬的病人,而且每一天大概會有8000人因為脊髓損傷而生活不便,所以我們也知道在這方面可以使用一些干細(xì)胞的解決方法幫助到病人。包括通過使用癌細(xì)胞和其他的方式去實現(xiàn)這一點,找到實現(xiàn)電平衡,幫助他們緩解病情。
因為脊髓損傷之后會喪失很多的功能,包括生活有重大不便,干細(xì)胞科學(xué)取得了眾多進步,這也給我們帶來了希望。幫助我們?nèi)ソ鉀Q脊髓損傷這個病理性問題,其中一種通過細(xì)胞替代的療法幫助應(yīng)對脊髓損傷的問題,也可以幫助我們促進細(xì)胞形成。可以通過細(xì)胞移植從新促成脊髓之間的通路。
其實在干細(xì)胞方面有各種各樣的來源,比如說ESCs還有IPSCs—NSC等等,包括各種細(xì)胞都是可以作為干細(xì)胞通過移植用到受傷脊柱,而且他們有一些細(xì)胞有致癌潛在性。我們需要找到一些大量功能性的細(xì)胞,是可以產(chǎn)生效力細(xì)胞。
最近,干細(xì)胞尤其是NSPC以及ADSCs可以幫助我們治療一些疾病,因為干細(xì)胞差異性是非常大的,比如說像脂肪細(xì)胞、骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞等等。而且,也可以看到有很多針對ADSCs應(yīng)用的優(yōu)勢,我們可以獲得自體移植的細(xì)胞,因為它會有非常豐富的來源,有皮下組織、腸系膜等等,也可以有很好的免疫抑制的效果。
另外一方面,有很多報告是關(guān)于比較低免疫排斥的情況,因為我們主要從自體組織來獲得了干細(xì)胞,所以它的排異現(xiàn)象比較弱,也沒有道德和倫理方面的問題,所以我們要思考問兩個基本的問題;一到底hADSC是不是可以轉(zhuǎn)換成神經(jīng)元或者運動神經(jīng)元,二是根據(jù)hADSC獲得神經(jīng)元,是不是可以醫(yī)治脊柱損傷的疾病和機制是什么。hADSC能夠分離開了,在三到四天過程當(dāng)中,可以找到hADSC,用了生物標(biāo)記通過表面的標(biāo)記可以知道知道有CD29、CD44、CD73有些比較難獲取,有些比較容易獲取。很有意思的是,所有這些干細(xì)胞他們有一些沒有達到標(biāo)記可以表達的水平。
ADSCs會有多潛能性,大概在七年之前,當(dāng)時我們主要經(jīng)歷放在把干細(xì)胞進行圖表形區(qū)域化,尤其在研究體系當(dāng)中實現(xiàn)這一點,同時很快在一到兩天當(dāng)中看到了干細(xì)胞出現(xiàn)了巨大的變化,所以可以幫助區(qū)域化區(qū)別不同的神經(jīng)元,而且他們運行的機制也有所不同。我們通過三天的實驗,首先加快它的變異,通過增加了一些刺激因子,比如說IGF等等,我們再等三天看看ADSCs到底發(fā)生了什么樣的情況,可以看到有了一個棉紡狀的結(jié)構(gòu),ADSCs當(dāng)中并沒有出現(xiàn)新的神經(jīng)元,但是在經(jīng)過了六天之后,我們看到了一個巨大的變化,所有這些ADSCs產(chǎn)生了比較高水平一些新神經(jīng)元。
而且,他們也開始顯示出之前這種結(jié)構(gòu),可以把它的這種細(xì)胞分化因素對比,這種細(xì)胞分化能夠讓細(xì)胞看起來更加復(fù)雜,結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。我們也注意到,正如之前所說這些骨細(xì)胞范圍之內(nèi),也是利用一種篩選的機制,ADSCs所產(chǎn)生神經(jīng)元細(xì)胞可以變成一種更加成熟的細(xì)胞。
把這些細(xì)胞進行了一種生理學(xué)的分析,通過電流來研究它的生理學(xué)變化。我們發(fā)現(xiàn)通過分化細(xì)胞可以變的更加成熟,在分化之前沒有那么成熟。而且也顯示出這些HB9這種類型神經(jīng)元細(xì)胞。
下面看一下另外一個話題,干細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)元細(xì)胞以及在移植之后會發(fā)生哪些變化,因為我們知道就像神經(jīng)元細(xì)胞一樣,他們需要一些機器干預(yù),尤其在受傷環(huán)境當(dāng)中在一些發(fā)炎環(huán)境當(dāng)中,需要對這些干細(xì)胞進行結(jié)合,能夠通過一兩天的培養(yǎng)之后,再進行移植。我們也可以說,可以把這些細(xì)胞來進行觀察,利用的是小鼠脊柱細(xì)胞,用鑷子把它的脊柱取出來,會等2到3秒鐘之后把干細(xì)胞提取出來。這是所有設(shè)計的前提,從第一天開始,就利用這樣一種模型又進行了一定的移植,大概8周之后來研究這些細(xì)胞成活率。
隨著時間的推移這些細(xì)胞的變化都是被密切的觀察。開始在7周之后進行細(xì)胞的移植,再過1周進行測試來檢查這些細(xì)胞在移植之后是否會被殺死,是否帶一些不同的效果,利用這些不同的模型,經(jīng)過一到兩周之后,它的這種行為是有部分的恢復(fù),關(guān)于這些干細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)元細(xì)胞經(jīng)過4到5周之后,它的這種功能可以逐漸的恢復(fù),而且保持在一個相對高的水平。
我們希望這些細(xì)胞它能夠用于治療受傷的區(qū)域,而且我們和GFAP進行著色,研究移植3到8周之后,移植之后的細(xì)胞會發(fā)生哪些變化,這些被標(biāo)記的細(xì)胞基本上都是成活了差不多8周以上,而且在一些比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)當(dāng)中,他們也是可以存活下來的。
看一下這些細(xì)胞對于GFAP和GFP來說可以非常好的適應(yīng)新的環(huán)境,但是大部分的細(xì)胞,像可能大概80%左右,所有的神經(jīng)元細(xì)胞來自于GFAP,利用這種類型的移植可以大幅度降低受傷區(qū)域損害,對它進行快速恢復(fù)。
我們希望能夠有一個比較好的細(xì)胞的準(zhǔn)備,像GFP的信號也是對它進行了電子生理學(xué)的分析,希望它能夠?qū)τ谀承┗顒佑幸欢ǖ姆磻?yīng),包括像這些突觸對于電流的反應(yīng),把這種神經(jīng)元細(xì)胞和正常的神經(jīng)元細(xì)胞進行對比,檢測它的效果是否是比較好,是否能夠促進這些組織再生,是否能夠產(chǎn)生一種比較好的治療方法來幫助我們找到比較好的神經(jīng)元細(xì)胞。利用了這樣一種模式,利用了hADSC—MNs進行了移植之后,它對于重建神經(jīng)元回路來說非常重要的,有的時候等一定的時間檢測,這些動物身上移植之后會發(fā)生哪些事情有一些功能的延遲,
還檢測這些神經(jīng)元細(xì)胞的活力,包括對于脊柱的影響,脊柱受傷之后也是希望通過移植這些干細(xì)胞能夠修復(fù)脊柱,能夠非常高效的把這些毀壞神經(jīng)元進行重新的連接,如果我們不小心在系統(tǒng)中把這些細(xì)胞殺死,包括像之前所說的MEP。
另外一個方面,在脊柱受傷之后,我們看到一個非常明顯的細(xì)胞的活力,這些干細(xì)胞在移植之后來思考它是否有很多的信號傳輸,對于這些化學(xué)品進行功能特性的分析,包括像之前所說的受傷小鼠的研究,還有利用這些細(xì)胞功能培養(yǎng),這些化學(xué)品在酶里面變化并不是很大,但是對于ADSCs和衍生物的變化是非常大的,尤其是在抗發(fā)炎方面有很好的效果。
可以看到它是有不同類型的波動,但是這些因素整合在一起,從2013年開始,這個研究一直來注重ADSCs以及衍生物的影響,可能這些移植的細(xì)胞可以優(yōu)化微環(huán)境能夠產(chǎn)生一種抗發(fā)炎的效果。從我們的原始數(shù)據(jù)當(dāng)中可以看到這些干細(xì)胞有這種潛力能夠變成神經(jīng)元細(xì)胞,能夠成為一種比較好的神經(jīng)元信號、信息的傳輸,當(dāng)然,它有一定的能力包括像它的免疫能力能夠幫助我們?nèi)p少移植以后發(fā)炎現(xiàn)象,但是我認(rèn)為這僅僅是研究中的冰山一角,我們需要充分了解這些機制是如何奏效的。
從我的角度來看,我相信為了實現(xiàn)更好的治療效果,尤其對于脊柱而言,需要在受傷的區(qū)域使用這種神經(jīng)元細(xì)胞,包括像這種神經(jīng)元細(xì)胞的活力可以幫助脊柱快速進行恢復(fù)。
與此同時,可以通過神經(jīng)元細(xì)胞的使用來增強比較好的治療效果,今天就像早上Thomas分享的那樣,如果能找到好的神經(jīng)元細(xì)胞的話,可以挖掘它的潛力,需要考慮在哪種分化的情況下使用哪一種標(biāo)記物,以及這些標(biāo)記物是否會影響到這些細(xì)胞的效果,當(dāng)然在此過程當(dāng)中需要一定的監(jiān)管能夠不斷的優(yōu)化這些分化的過程,這一點應(yīng)該是非常關(guān)鍵的,能夠幫助我們實現(xiàn)一種真正的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
最后,感謝Thomas,我之前在湯姆實驗室里面學(xué)習(xí),其實我成了PI之后我從Thomas那邊學(xué)到很多的東西,他給我?guī)砗芏鄦l(fā),感謝其他的同事因為我們一起共同研究,我也感謝同濟大學(xué)和醫(yī)院讓我有機會在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)方面做了很多的工作,我也要感謝這些同事(科林)博士,還要感謝實驗室的學(xué)生,他們讓我可以在這里給大家做這個匯報!謝謝!