《Cells》：Microglia Reprogramming in Glioblastoma: Stem Cell-Derived Factors as Emerging Immunomodulators
Zahra Amiri,
Beatrice Federica Tremonti,
Alessandro Corsaro,
Alessandra Pattarozzi,
Adriana Bajetto,
Federica Barbieri,
Stefano Thellung and
Tullio Florio
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干细胞疗法作为一种治疗帕金森病（PD）的潜在手段，已在多项临床试验中对其有效性进行了研究。然而，治疗效果表现出显著的变异性。这可能归因于干细胞疗法的某些局限性，例如无法改善非运动症状或改变潜在的疾病机制，以及在特定患者群体中的应用受限。结合近期兴起的基因疗法和
干细胞疗法作为一种治疗帕金森病（PD）的潜在手段，已在多项临床试验中对其有效性进行了研究。然而，治疗效果表现出显著的变异性。这可能归因于干细胞疗法的某些局限性，例如无法改善非运动症状或改变潜在的疾病机制，以及在特定患者群体中的应用受限。结合近期兴起的基因疗法和其他可用技术，有望弥补或突破干细胞疗法的这些局限，从而拓宽其应用范围。本综述讨论了干细胞疗法在发病机制、症状及人群方面的局限性，以及增强干细胞疗法有效性的可能应对策略。
1. 引言
帕金森病（PD）是仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性疾病，其特征为中脑多巴胺能（mDA）神经元在黑质致密部（SNc）的进行性退化。纹状体多巴胺（DA）的缺乏导致静止性震颤、强直和运动迟缓。由于神经元在死亡前就开始丧失正常功能和形态，因此单纯阻止神经元死亡并非有效治疗手段。相比之下，补充局部脑区逐渐丧失的多巴胺能神经元被认为是缓解PD患者运动症状最有前景的策略之一。干细胞疗法作为再生医学的关键方法，旨在通过植入产生多巴胺的细胞来替代功能失调的多巴胺能神经支配，以恢复由中脑多巴胺能神经元局灶性变性引起的神经元回路丧失。早期使用人胎儿腹侧中脑组织（fVM）的临床试验提供了概念验证，而诱导多能干细胞（iPSC）技术的出现使得在不破坏早期胚胎的情况下生成患者特异性的移植用多巴胺能祖细胞成为可能。尽管基于多巴胺能神经元替代的疗法取得了进展，但并非所有临床试验都显示出一致的有效性，这引发了关于干细胞疗法在特定条件下疗效及其局限性显现的重要问题。
2. 局限性
2.1. 非运动症状
PD是一种多系统疾病，病理涉及中枢神经系统（CNS）内外的多种细胞类型。除多巴胺能神经元丢失外，血清素能、去甲肾上腺素能和胆碱能神经元也受到影响，导致广泛的自主神经功能障碍、神经精神症状及睡眠障碍。许多非运动变化与α-突触核蛋白（α-syn）沉积负担无关，特别是认知和精神功能，这表明非运动功能的退行性过程可能涉及不同的机制。例如，PD中的认知障碍与额叶皮层、颞叶等区域的广泛结构和功能改变有关，可能涉及线粒体功能障碍和共病病理。研究表明，大多数PD患者的非运动症状对左旋多巴治疗无反应，因此多巴胺能神经元替代策略可能无法实现有意义的缓解。尽管有证据提示多巴胺能神经元移植可改善部分与DA丢失相关的非运动障碍（如视觉空间功能和动机处理），但其改善作用仅限于与多巴胺能系统功能障碍相关的症状，并未证明对非多巴胺能系统功能障碍引起的症状有效。虽然脂肪源性基质血管分数（SVF）细胞制备物可能通过分泌具有免疫调节和营养活性的旁分泌因子改善非运动症状，但这不同于经典的干细胞疗法。总体而言，专注于多巴胺能神经元替代的干细胞疗法不太可能解决大多数非多巴胺能病变引起的非运动症状，也无法完全“治愈”PD。
2.2. 自体细胞的遗传缺陷
PD既包含家族性形式，也包含散发性形式，涉及超过100个基因或位点。自体细胞移植虽可避免免疫排斥，但主要局限在于自体iPSC衍生的mDA神经元可能保留供体体内存在的致病种系或体细胞变异，从而增加其脆弱性并降低治疗效果。例如，携带LRRK2 G2019S突变或SNCA三倍体的患者源性iPSC神经元表现出α-syn聚集增加、线粒体功能障碍和神经递质稳态异常。此外，即使是散发性PD患者的神经元也表现出有丝分裂和自噬缺陷以及表观基因组改变。同时，人类胚胎干细胞（hESC）和iPSC在扩增过程中不可避免地积累基因组畸变。值得注意的是，线粒体DNA（mtDNA）的遗传改变，如POLG突变或mtDNA缺失，也是PD发病的重要因素，同样会影响自体细胞的质量。虽然动物研究显示PD患者的iPSC衍生mDA神经元在功能恢复方面可能与健康供体无异，但遗传矫正的必要性仍需进一步研究。
2.3. 未改善的发病机制
移植后的长期随访研究发现，尽管最初未发现移植物病理，但在移植后11-16年，供体来源的神经元中开始出现路易小体（LB），且在存活超过20年的患者中，约10-15%的供体多巴胺能神经元存在LB，高达80%的供体细胞体显示可溶性α-syn升高，这与细胞过早衰老一致。α-syn种子活性（seeding activity）是指错误折叠的α-syn聚集体诱导正常α-syn分子错误折叠的能力，其可通过外泌体介导的运输、隧道纳米管（TnTs）和受体介导的内吞等方式在体内传播。这种宿主病理微环境，包括神经炎症、铁稳态失衡和线粒体功能障碍，会阻碍移植细胞的存活、分化、成熟和功能。例如，活化的小胶质细胞和反应性星形胶质细胞加剧了移植细胞的脆弱性。此外，移植方法（如单细胞悬液与细胞聚集体移植）的差异也会影响移植物对α-syn病理的易感性。目前的细胞替代方法旨在恢复多巴胺能神经元以改善症状，但并未消除潜在的α-syn病理，因此不太可能阻止疾病进展。
2.4. 难以建立的神经回路
理想的干细胞移植靶点尚未系统确定。通常将供体多巴胺能神经祖细胞注射到壳核以形成局部回路，但壳核是A9（黑质致密部）多巴胺能神经元的投射野而非胞体位置。异位移植虽然缩短了轴突生长距离并提高了细胞存活率，但存在缺乏正常传入神经输入的担忧，因为移植到壳核的人类mDA神经元接收的输入来源与移植到黑质的神经元不同，这限制了细胞改善更复杂运动行为的能力。此外，黑质局部树突释放的多巴胺可能具有与纹状体多巴胺释放不同的生理功能。证据表明，移植部位显著影响宿主到移植物的α-syn传播，移植到黑质的细胞可能比移植到纹状体的细胞具有更有利的微环境和稳定性。同时，皮质中的多巴胺转运体配体结合未因移植而改变，提示干细胞移植的主要作用仍停留在DA补充水平。
2.5. 疾病参数与患者状况的限制
干细胞移植的治疗效果在个体间差异很大，这取决于PD本身的发病和进展，包括发病年龄、分期、持续时间和亚型。研究表明，成功的临床结果依赖于受体黑质纹状体多巴胺能系统的完整性；宿主多巴胺能系统残留越多，移植效果越好。因此，对于处于晚期或病程较长（>10年）的患者，干细胞疗法前景不佳。年轻发病、病程短且对左旋多巴有反应的患者通常预后更好。此外，非震颤主导型（nTD）患者可能获益较少。患者自身因素如年龄（>60岁）、性别以及长期的抗多巴胺能药物暴露史也会影响移植效果。老年患者因血脑屏障（BBB）渗漏和脑可塑性降低，移植神经元存活率较低。综合来看，存在一系列患者参数和疾病参数限制了干细胞疗法的适用人群。
3. 策略与未来方向
3.1. 原位移植
针对异位移植的潜在不良后果，应考虑原位移植干细胞。研究表明，将腹侧中脑（VM）模式化的人胚胎干细胞（hESC）衍生祖细胞移植到大鼠中脑，移植的神经元能够随时间推移正确延伸轴突投射至适当的端脑靶结构，并建立上游神经元的传入输入，从而恢复运动功能。尽管人体大脑更大，但人 pluripotent stem cell（hPSC）衍生的神经元已被证明能够在非人灵长类动物中长距离延伸轴突以重新支配端脑靶区。
3.2. 结合基因编辑、小干扰RNA及其他技术调控特定基因表达
利用CRISPR/Cas9n基因编辑技术降低SNCA（α-syn）表达，可生成对α-syn相关病理具有抵抗力的mDA神经元，这对于具有高α-syn负荷的年轻PD患者或遗传性PD患者尤为重要。此外，通过敲除参与α-syn纤维内吞的膜受体基因（如FAM171A2、APLP1、LAG3）或调节肌动蛋白结合蛋白（如Cofilin1），可以有效防止α-syn在细胞间的传播。
3.3. 结合神经保护策略
大多数PD非运动症状是由神经系统多个区域的复杂分子缺陷引起的。结合神经保护策略，如应用神经营养素、激活神经保护信号通路（如Nrf2-Keap1、PI3K/AKT/GSK3β）以及保护神经元免受铁死亡等程序性细胞死亡的影响，可以改善宿主脑微环境，支持供体细胞的存活。例如，将干细胞疗法与调节反应性星形胶质细胞（如抑制C3+反应性星形胶质细胞）或利用功能性生物材料支架（如载有他克莫司的海藻酸盐微胶囊）相结合，可提供更有利的移植微环境。此外，共移植星形胶质细胞或通过工程化间充质干细胞（MSC）持续分泌神经营养因子（如BDNF、CDNF），也被证明能有效减轻α-syn病理并促进移植物存活。
3.4. 结合α-突触核蛋白免疫治疗
将干细胞疗法与α-突触核蛋白靶向免疫治疗相结合是另一种有前景的策略。主动免疫（如使用肽疫苗PD01A、UB-312）可诱导针对病理性α-syn的内源性抗体，提供长期的免疫监视。被动免疫（如使用单克隆抗体Prasinezumab）则可在围手术期和术后早期提供可控的抗体剂量，以减少细胞外α-syn负荷，限制宿主到移植物的传播，从而保护移植物功能。尽管目前免疫疗法在临床上的疗效尚不确切，但作为辅助策略具有概念上的吸引力。
3.5. 辅助物理和认知训练
鉴于异位移植限制了适当传入输入的形成，辅助物理和认知训练已成为增强移植-宿主功能连接的有力策略。活动依赖性线索可稳定活跃的突触输入并消除不活跃的输入，从而微调移植物衍生的连接。结合跑步机训练和认知任务的非人灵长类动物研究显示，移植的hiPSC衍生多巴胺能神经元与宿主神经元之间形成了增强的突触，显著改善了感觉运动和认知功能。这表明即使是最佳分化的多巴胺能移植物也可能需要结构化的、针对患者定制的康复计划，以充分整合到宿主神经网络中。
3.6. 患者分层
PD的干细胞治疗可能存在特定的适应症和禁忌症。未来的应用需要识别混杂因素以更好地对患者进行分层，并提供个体化治疗策略。这包括根据诊断时的年龄、疾病严重程度和持续时间、认知或自主神经功能障碍以及新兴的生物标志物（如结合嗅觉测试和脑脊液α-syn种子扩增试验）来选择最有可能从长期多巴胺能恢复中受益的患者亚群。建立基于证据的治疗算法将有助于指导特定患者亚群的干预措施分配。
4. 结论
尽管目前的干细胞疗法存在局限性，但通过组合方法和进一步的机制研究有望克服临床转化的障碍。现阶段，将干细胞疗法与基因疗法等其他疗法相结合，可以弥补干细胞疗法的一些局限并扩大其应用范围。同时，不应忽视对发病机制的深入研究，特别是PD的个体差异和神经网络机制。总之，PD的干细胞疗法仍有很大的发展空间和治疗潜力有待研究人员开发和利用。
