腦損傷的干預(yù)最好被認(rèn)為是神經(jīng)保護(hù)或神經(jīng)恢復(fù)或兩者兼而有之。一般而言，神經(jīng)保護(hù)性干預(yù)可預(yù)防原發(fā)性細(xì)胞損傷或死亡，而神經(jīng)修復(fù)性干預(yù)可改善或預(yù)防隨后的腦成熟障礙，即髓鞘形成不足、神經(jīng)元發(fā)育受損、連通性改變等。
本評論的目的是簡要回顧神經(jīng)保護(hù)性和干細(xì)胞的神經(jīng)修復(fù)潛力，但特別要討論最近的證據(jù)，即干細(xì)胞衍生的外泌體是這些有益作用的主要介質(zhì)，并且這些小囊泡可以證明實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞治療在圍產(chǎn)期腦部疾病中的潛力。
干細(xì)胞療法
對新生動物圍產(chǎn)期缺氧缺血性疾病、中風(fēng)、腦白質(zhì)損傷和腦室內(nèi)出血的實(shí)驗(yàn)研究表明，干細(xì)胞具有神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)恢復(fù)特性。在急性期（神經(jīng)保護(hù)性）和慢性期（神經(jīng)恢復(fù)性）給藥后，細(xì)胞顯示出益處。
已經(jīng)研究了多種干細(xì)胞群，但間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)，尤其是來自人類臍帶血（或沃頓氏膠）（UCB）的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 已特別常用。MSCs 因其相對有效性、易得性和低免疫原性而受到青睞。
已經(jīng)使用了多種細(xì)胞給藥途徑。腦內(nèi)、心室內(nèi)、靜脈內(nèi)和鼻內(nèi)方法是最常見的。靜脈給藥在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭挟a(chǎn)生了明確但可變的益處。值得注意的是，MSCs 的全身給藥導(dǎo)致肺和其他全身器官中的大量滯留。鼻內(nèi)給藥特別有效 （通過這種途徑施用的干細(xì)胞似乎在通過穿過篩板的嗅覺神經(jīng)過程進(jìn)入大腦后靶向損傷部位）。然而，有幾個(gè)因素阻礙了干細(xì)胞在患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新生兒中的廣泛應(yīng)用，例如重復(fù)給藥的非最佳途徑、致瘤潛力的可能性和免疫原性，盡管很低。
使用自體臍帶血療法解決了有關(guān)干細(xì)胞療法的一些問題。這種方法已被證明在人類新生兒缺氧缺血性腦病中是可行的，并且臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中 。然而，與收集、加工、儲存和劑量相關(guān)的后勤問題是巨大的。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平衡表明，干細(xì)胞的有益作用主要不是與干細(xì)胞的移植和分化有關(guān)，而是與旁分泌作用有關(guān)，即干細(xì)胞釋放的因子發(fā)揮有益作用[19]。據(jù)推測，這些旁分泌作用的介質(zhì)可以構(gòu)成更直接和更具體的治療劑。盡管可能涉及神經(jīng)營養(yǎng)因子和其他分子，但現(xiàn)在看來，干細(xì)胞旁分泌作用的主要介質(zhì)是外泌體似乎是合理的。
外泌體療法
外泌體是一種小（20-100nm）膜結(jié)合囊泡，其在生理和病理生理狀態(tài)中的所有細(xì)胞中分泌[21-24]。它們攜帶蛋白質(zhì)，脂質(zhì)和核酸，包括各種RNA物種，特別是microRNA（miRNA）。
這些囊泡涉及細(xì)胞 - 細(xì)胞通信，并且在腦中，腦細(xì)胞（神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞）以及這些細(xì)胞和周邊之間的通信。這些通信在顯影大腦中的一個(gè)優(yōu)秀示例涉及通過少突膠質(zhì)細(xì)胞的骨髓髓鞘髓鞘的寡核細(xì)胞外泌體的協(xié)調(diào)。
重要的是，外泌體可以在任一方向上穿過血腦屏障，從而允許分析血液以評估特定腦細(xì)胞的狀態(tài)或功能，并從血液中進(jìn)入腦中的腦，用于神經(jīng)保護(hù)或神經(jīng)口神經(jīng)功能。后者將在此評論中強(qiáng)調(diào)。前者作用的一個(gè)值得注意的實(shí)例是含有阿爾茨海默病特異性低聚蛋白的外泌體的血液中的檢測，從而提供了提供超敏感性早期檢測的阿爾茨海默病。
關(guān)于后一種作用，增加的證據(jù)表明來自MSCs的外來體介導(dǎo)干細(xì)胞治療在各種病理神經(jīng)系統(tǒng)中的有益作用，包括圍產(chǎn)期腦損傷。新生兒疾病中MSC衍生的外泌體的特定承諾已經(jīng)顯示在壞死性腸核炎的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭泻椭夤芊尾涣肌?/p>
在外泌體的貨物中，MiRNA在調(diào)解治療效果方面具有重要意義。重要的是，MSC衍生的外泌體容易被分離，可以設(shè)計(jì)成含有選定的miRNA物種，以增強(qiáng)神經(jīng)病理狀態(tài)的治療效果。來自UCB衍生的MSCs的外泌體具有低免疫原性，高生物相容性和強(qiáng)靶向能力。它們在相對長期的儲存期間保持高活性，可以靜脈內(nèi)施用，如前所述，易于跨越血腦屏障。
外泌體和腦損傷
已經(jīng)顯示出主要來自MSCs的外泌體表現(xiàn)出神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)醫(yī)生性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ㄑ芯砍墒旌烷_發(fā)動物模型的研究。在下文中，我會強(qiáng)調(diào)后者。
成熟動物腦損傷的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ㄖ酗L(fēng)，腦內(nèi)出血，脊髓缺血和創(chuàng)傷性腦損傷。從多種來源中由MSCs制備外泌體。外泌體通常靜脈內(nèi)施用，但偶爾通過鞘內(nèi)或鼻內(nèi)途徑施用。觀察到神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)醫(yī)生效果。前者主要由預(yù)防神經(jīng)元死亡和神經(jīng)炎癥。特別提供的最近的近似實(shí)例，涉及中風(fēng)后靜脈內(nèi)輸注外來物，中腦動脈閉塞/再灌注在成年大鼠中誘導(dǎo)。
外來物導(dǎo)致從損傷M1狀態(tài)的微膠質(zhì)極化反轉(zhuǎn)到保護(hù)性M2狀態(tài)。微膠質(zhì)促炎細(xì)胞因子減少，增加了抗炎細(xì)胞因子和神經(jīng)保護(hù)因子，并且改善了神經(jīng)結(jié)果。鑒于微膠囊介導(dǎo)的炎癥在圍產(chǎn)期腦損傷的成因中的關(guān)鍵作用，研究結(jié)果具有重大興趣。
后來成人模型的神經(jīng)醫(yī)生效果涉及軸突過度，少曲面進(jìn)行，白質(zhì)，血管生成和隨后改善神經(jīng)功能的修復(fù)。盡管有效性的比較難以困難，但是在中風(fēng)模型中，用MSCs與外來體與外來的頭部對比較的一個(gè)頭顯示出與兩種方法相同的改善。此外，含有所選miRNA的工程外泌體在中風(fēng)和創(chuàng)傷性腦損傷中具有比幼稚的MSC衍生的外泌體更有效的治療效果[23]。
圍產(chǎn)期腦損傷的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛷?qiáng)調(diào)了對缺氧缺血性和炎癥誘導(dǎo)的損傷的研究，尤其是腦白物。該報(bào)告在過去五年中出現(xiàn)了。關(guān)于圍產(chǎn)期缺氧缺血性損傷，研究人員研究了經(jīng)過瞬時(shí)臍帶閉塞的中期綿羊胎兒。從MSCs（由骨髓制備）靜脈內(nèi)靜脈內(nèi)靜脈注射一小時(shí)和四天滲透。干預(yù)導(dǎo)致減少癲癇發(fā)作和部分預(yù)防低髓鞘。
在開發(fā)動物模型中的后期研究評估了在大鼠P3上注射的脂多糖誘導(dǎo)的炎癥性腦損傷[39]。源自骨髓MSCs的外泌體在脂多糖前三小時(shí)內(nèi)腹腔內(nèi)注射三小時(shí)。腦中的有益效果突出，即預(yù)防P4的反應(yīng)性滲透滲，P5在P5的皮質(zhì)和白質(zhì)中的細(xì)胞死亡降低，P11在p30和p90的高度改善，通過MRI改善了白色物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)（增加分?jǐn)?shù)各向異性和降低的徑向擴(kuò)散率）在P125處。
在開發(fā)動物模型中最近的研究已經(jīng)集中于通過鼻內(nèi)途徑使用外來炎癥誘導(dǎo)和組合缺氧缺血/炎癥誘導(dǎo)的圍產(chǎn)期腦損傷。在體外和體內(nèi)（P3大鼠）實(shí)驗(yàn)中，鼻內(nèi)外泌體急劇減少了微膠質(zhì)介導(dǎo)的神經(jīng)炎性炎癥，早熟嬰兒腦白質(zhì)損傷的關(guān)鍵介質(zhì)。
在隨后的仍然更相關(guān)的研究中，同一組評估了在缺氧缺血（頸動脈閉塞）和炎癥（脂多糖注射）誘導(dǎo)的P2大鼠腦損傷的模型中的鼻內(nèi)外泌體（從UCB-MSCs制備）的影響。
通過使用紅外標(biāo)記的外泌體和體內(nèi)成像，可以示出鼻內(nèi)給予的外泌體在給藥后30分鐘內(nèi)達(dá)到正面區(qū)域，并在三小時(shí)后在整個(gè)腦中分布。該治療導(dǎo)致在頂葉和海馬的子板區(qū)中的神經(jīng)元死亡降低。此外，在pH下觀察到成熟的少突胚細(xì)胞和正常髓鞘增加。在四周內(nèi)，在外滲治療的動物中觀察到改善的神經(jīng)結(jié)果。
圍產(chǎn)期腦損傷支持的研究，即外泌體的全身或鼻內(nèi)遞送具有神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)醫(yī)生性質(zhì)。結(jié)果表明，無細(xì)胞制備MSC衍生的外來體可以替代細(xì)胞對應(yīng)于治療新生兒，特別是早產(chǎn)新生兒具有缺氧缺血性和炎癥誘導(dǎo)的腦損傷。
如何更好地進(jìn)行良好的治療方法
通過改變其貨物來提供特定目的，可以提高外來體的治療益處。外泌體在miRNA富集，體內(nèi)和體外研究特別支持，MSC衍生的外來體的治療效果可以很大程度上歸因于miRNA貨物（盡管貨物蛋白的遞送也可以在某些情況下發(fā)揮作用）。
該特征利用縱向誘導(dǎo)靶向腦中的特異性受體細(xì)胞的可能性比與幼稚的細(xì)胞衍生的外泌體更有效地靶向腦中的特異性受體細(xì)胞。因此，根據(jù)待治療的病癥，可以工程化以靶向miRNA遞送miRNA至腦細(xì)胞。
例如，在創(chuàng)傷性腦損傷模型中，MiRNA富集的外來體導(dǎo)致小凝血性的極化到非炎癥表型，增強(qiáng)的神經(jīng)發(fā)生和改善的功能性回收。如前所述，促炎微膠質(zhì)細(xì)胞是早產(chǎn)兒的腦白質(zhì)損傷的重要介質(zhì)。此外，在神經(jīng)侮辱之后剪裁外來物可以使多次靶向在不同的時(shí)間。裝載有神經(jīng)保護(hù)劑的外泌體可以在急性期間施用，并且可以在亞急性和慢性階段施用恢復(fù)miRNA的外索體。
結(jié)論
雖然已顯示干細(xì)胞在圍產(chǎn)期腦損傷的各種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袀鬟_(dá)益處，但在一些人類疾病中，對于重復(fù)給藥，制備和安全途徑的困難是相當(dāng)大的。此外，發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞的有益效果主要通過旁靜脈作用介導(dǎo)的介導(dǎo)的影響導(dǎo)致了尋找益處的介質(zhì)。外泌體，干細(xì)胞釋放的小囊泡并能夠穿越血腦屏障，似乎是受益的主要介質(zhì)。最近的實(shí)驗(yàn)研究支持此結(jié)論，量身定制的外來體可以增強(qiáng)益處。現(xiàn)在似乎可實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)外和生產(chǎn)用于人類的脫脂和生產(chǎn)，并且凍干可用于保留外泌體碳化生物利用度。雖然安全考慮需要全面探索，但外泌體的神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)口神經(jīng)性質(zhì)似乎似乎呈現(xiàn)了變化對嬰兒患有神經(jīng)損傷的影響。
