摘要：帕金森?。≒D）的干細胞替代療法雖前景廣闊，但移植后多巴胺能（DA）神經(jīng)元極低的存活率（>90%的丟失）嚴重阻礙其療效。本文聚焦于這一核心挑戰(zhàn)，綜述了近期突破性研究揭示的細胞死亡關(guān)鍵機制——TNFα-NFκB-p53信號軸，并提出了兩項核心解決方案：

• 1）短期使用臨床批準的TNFα抑制劑（如阿達木單抗）?以阻斷該死亡通路；
• 2）利用特定細胞表面標志物（CD49e^low/CD184^high）進行無基因工程化的DA神經(jīng)元純化，以消除非目標細胞帶來的風(fēng)險。

這兩大策略相輔相成，為提升移植細胞存活率、推動PD細胞療法走向安全有效的臨床轉(zhuǎn)化提供了明確路徑。

干細胞治療帕金森病：提高人干細胞源多巴胺能神經(jīng)元存活率的兩種方法

帕金森?。≒D）作為第二常見的神經(jīng)退行性疾病，其核心病理特征是中腦黑質(zhì)多巴胺（DA）能神經(jīng)元的進行性退化，導(dǎo)致運動功能嚴重受損?，F(xiàn)有藥物如左旋多巴僅能對癥治療，無法逆轉(zhuǎn)疾病進程。基于人多能干細胞（hPSC，包括胚胎干細胞和誘導(dǎo)多能干細胞）的細胞替代療法，旨在通過移植新的DA神經(jīng)元從根本上恢復(fù)神經(jīng)環(huán)路功能，被視為極具前景的治愈性策略，并已進入臨床試驗階段。

然而，該療法的轉(zhuǎn)化面臨嚴峻挑戰(zhàn)。其中最突出的是移植后DA神經(jīng)元的存活率極低，超過90%的細胞在移植后死亡，導(dǎo)致療效不穩(wěn)定且不可預(yù)測。同時，移植產(chǎn)物中混雜的非DA細胞（如血清素能神經(jīng)元）可能引發(fā)移植物誘導(dǎo)的運動障礙等副作用。因此，如何提高移植DA神經(jīng)元的存活率并確保產(chǎn)物純度，成為領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的核心科學(xué)問題。

核心挑戰(zhàn)剖析：移植神經(jīng)元為何大量死亡？

近期研究為揭示細胞死亡機制帶來了突破。Kim等人（2024）利用體內(nèi)CRISPR-Cas9篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)，腫瘤抑制蛋白p53是限制移植后DA神經(jīng)元存活的關(guān)鍵因子（圖1）。這一發(fā)現(xiàn)與PD病理中p53水平升高的現(xiàn)象相吻合。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在移植早期，腫瘤壞死因子-α（TNFα）?通過激活核因子κB（NFκB）信號，進而上調(diào)并激活p53，最終啟動DA神經(jīng)元的程序性死亡。值得注意的是，這種TNFα不僅來源于宿主免疫反應(yīng)，移植的DA神經(jīng)元自身也會表達TNFα，形成一種自我限制的“細胞自主性死亡”環(huán)路。

解決方案一：靶向死亡通路——短暫抑制TNFα信號

既然TNFα-NFκB-p53軸是導(dǎo)致死亡的關(guān)鍵通路，抑制該通路就成為提高存活率的直接策略。研究表明，在移植后關(guān)鍵窗口期，短期使用臨床已廣泛應(yīng)用的TNFα抑制劑（如阿達木單抗），能顯著提高臨床前動物模型中移植DA神經(jīng)元的存活率，并伴隨運動功能的改善。

此策略的優(yōu)勢在于：

• 1）轉(zhuǎn)化速度快：阿達木單抗等藥物安全性已知，“老藥新用”可大幅縮短研發(fā)周期；
• 2）治療窗口明確：僅在移植前后短期給藥，即可有效阻斷早期死亡潮，避免長期免疫抑制的潛在風(fēng)險。

解決方案二：優(yōu)化移植細胞產(chǎn)品——無基因標記的DA神經(jīng)元純化

提高存活率不僅需要“救活”細胞，還需從源頭優(yōu)化移植細胞本身。傳統(tǒng)依賴遺傳報告基因（如NURR1-GFP）的純化方法因涉及基因工程而不適于臨床。為解決此問題，研究者通過篩選鑒定出一組細胞表面標志物組合：CD49e (低表達) 和 CD184 (高表達)。利用流式細胞術(shù)分選該標志物陽性的細胞，即可在不進行基因改造的前提下，高效富集到高純度的、有絲分裂后的DA神經(jīng)元。

這一純化策略的意義重大：

• 1）臨床兼容性好：適用于任何hPSC/iPSC系，為自體或異體治療提供了通用方案；
• 2）提升安全性與療效：去除非目標細胞，降低了運動障礙等副作用風(fēng)險，并可能富集對PD治療至關(guān)重要的、易受損的A9亞型DA神經(jīng)元；
• 3）保證產(chǎn)品一致性：為標準化細胞制劑生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

臨床轉(zhuǎn)化前景與綜合應(yīng)用

將上述兩大策略——圍移植期短期TNFα抑制與移植前基于表面標志物的DA神經(jīng)元純化——相結(jié)合，構(gòu)成了一個協(xié)同增強的解決方案。前者為移植細胞創(chuàng)造了初始生存窗口，后者則提供了最優(yōu)化的“種子”細胞。
這一策略的價值不僅限于PD。TNFα介導(dǎo)的炎癥性死亡是許多細胞移植面臨的共性障礙，因此該方案為其他疾病的細胞治療（如視網(wǎng)膜細胞治療黃斑變性、胰島細胞治療糖尿?。┨峁┝酥匾獏⒖?。此外，流行病學(xué)數(shù)據(jù)提示，長期使用TNFα抑制劑的患者PD發(fā)病率降低，暗示該策略可能對原生神經(jīng)元也有保護作用，或有利于移植物的長期整合。

未來展望與待解問題

盡管前景光明，仍有諸多問題有待探索：

首先，TNFα抑制僅解決了約30%的細胞死亡，其余死亡機制（如移植過程中的缺氧應(yīng)激）需要進一步闡明。

其次，需要優(yōu)化TNFα抑制劑的最佳給藥方案（時機、劑量、療程）。

最后，探索將上述策略與神經(jīng)營養(yǎng)因子輸送、或與具有免疫調(diào)節(jié)功能的細胞（如調(diào)節(jié)性T細胞）共移植等聯(lián)合方案，有望進一步優(yōu)化移植微環(huán)境，實現(xiàn)存活率的階梯式提升。

結(jié)論

綜上所述，通過精準解析移植后DA神經(jīng)元死亡的核心通路（TNFα-NFκB-p53軸），并據(jù)此開發(fā)出藥理學(xué)干預(yù)與細胞產(chǎn)品工程化的雙軌策略，我們?yōu)橥黄婆两鹕「杉毎煼ù婊盥实偷钠款i提供了清晰、可轉(zhuǎn)化的路徑。這些進展不僅推動了PD細胞治療向臨床現(xiàn)實邁進，也為整個細胞替代治療領(lǐng)域樹立了攻克移植存活難題的典范。

參考資料：

Gantner CW, de Luzy IR, Kauhausen JA, Moriarty N, Niclis JC, Bye CR, Penna V, Hunt CPJ, Ermine CM, Pouton CW, Kirik D, Thompson LH, Parish CL (2020) Viral delivery of GDNF promotes functional integration of human stem cell grafts in Parkinson’s disease. Cell Stem Cell 26:511–526.

Kamath T, Abdulraouf A, Burris SJ, Langlieb J, Gazestani V, Nadaf NM, Balderrama K, Vanderburg C, Macosko EZ (2022) Single-cell genomic profiling of human dopamine neurons identifies a population that selectively degenerates in Parkinson’s disease. Nat Neurosci 25:588–595.

Kikuchi T, Morizane A, Doi D, Magotani H, Onoe H, Hayashi T, Mizuma H, Takara S, Takahashi R, Inoue H, Morita S, Yamamoto M, Okita K, Nakagawa M, Parmar M, Takahashi J (2017) Human iPS cell-derived dopaminergic neurons function in a primate Parkinson’s disease model. Nature 548:592–596.

Kim TW, Koo SY, Studer L (2020) Pluripotent stem cell therapies for Parkinson disease: present challenges and future opportunities. Front Cell Dev Biol 8:729.

Kim TW, Piao J, Koo SY, Kriks S, Chung SY, Betel D, Socci ND, Choi SJ, Zabierowski S, Dubose BN, Hill EJ, Mosharov EV, Irion S, Tomishima MJ, Tabar V, Studer L (2021) Biphasic activation of WNT signaling facilitates the derivation of midbrain dopamine neurons from hESCs for translational use. Cell Stem Cell 28:343–355.

Kim TW, Koo SY, Riessland M, Chaudhry F, Kolisnyk B, Cho HS, Russo MV, Saurat N, Mehta S, Garippa R, Betel D, Studer L (2024) TNF-NF-kappaB-p53 axis restricts in vivo survival of hPSC-derived dopamine neurons. Cell 187:3671–3689.

Kirkeby A, et al. (2023) Preclinical quality, safety, and efficacy of a human embryonic stem cell-derived product for the treatment of Parkinson’s disease, STEM–PD. Cell Stem Cell 30:1299–1314.

Park S, Kim J, Chun J, Han K, Soh H, Kang EA, Lee HJ, Im JP, Kim JS (2019) Patients with inflammatory Bowel disease are at an increased risk of Parkinson’s disease: a South Korean nationwide population-based study. J Clin Med 8:1191.

Park TY, Jeon J, Lee N, Kim J, Song B, Kim JH, Lee SK, Liu D, Cha Y, Kim M, Leblanc P, Herrington TM, Carter BS, Schweitzer JS, Kim KS (2023) Co-transplantation of autologous T(reg) cells in a cell therapy for Parkinson’s disease. Nature 619:606–615.

Peter I, Dubinsky M, Bressman S, Park A, Lu C, Chen N, Wang A (2018) Anti-tumor necrosis factor therapy and incidence of Parkinson disease among patients with inflammatory bowel disease. JAMA Neurol 75:939–946.

Poewe W, Seppi K, Tanner CM, Halliday GM, Brundin P, Volkmann J, Schrag AE, Lang AE (2017) Parkinson disease. Nat Rev Dis Primers 3:17013.

Probert L (2015) TNF and its receptors in the CNS: the essential, the desirable and the deleterious effects. Neuroscience 302:2–22.

Schweitzer JS, et al. (2020) Personalized iPSC-derived dopamine progenitor cells for Parkinson’s disease. N Engl J Med 382:1926–1932.

免責(zé)說明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業(yè)觀點，不構(gòu)成任何臨床診斷建議！杭吉干細胞所發(fā)布的信息不能替代醫(yī)生或藥劑師的專業(yè)建議。如有版權(quán)等疑問，請隨時聯(lián)系我。