注射的人脐带血来源单核细胞(绿色，箭头表示)在G39A小鼠肺部、肝脏、肾脏和脾脏中的分布。
根据美国南佛罗里达大学研究人员与来自Saneron CCEL治疗公司和巴西圣保罗大学里贝朗普雷图医学院(Ribeirao Preto School of Medicine)的同事们发表的一篇研究论文，他们发现多次低剂量注射人脐带血来源单核细胞(MNC hUCB, 商标名为U-CORD-CELL))能够有效地在肌萎缩性脊髓侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS, 也称作路格里克氏病)模式小鼠中保护运动神经元细胞和延迟疾病恶化并且增加它们的寿命。他们的研究结果于2012年2月3日在线发表在PLoS ONE期刊上。
ALS是一种神经退化性疾病，其特征在于运动神经元丢失导致渐近性瘫痪和死亡。尽管细胞移植疗法大有希望，但是到目前为止，还不存在可靠的治疗ALS的方法。研究人员认为相比于其他细胞来源，人脐带血来源单核细胞更适合用来注射，因为人脐带血细胞富含原始的干细胞，能够形成包括神经细胞在内的很多细胞种类。
尽管以前的研究发现给症状出现前的ALS模式小鼠单次注射高剂量人脐带血来源单核细胞是有效的，但是南佛罗里达大学研究人员认为单次进行高剂量注射在临床应用上是“不切实际的”。
这篇研究论文第一作者Svitlana Garbuzova-Davis博士是南佛罗里达大学老化和大脑修复卓越中心助理教授。他说，“我们当前的临床前转化研究评估了多次低剂量体内注射人脐带血来源单核细胞到ALS模式G93A小鼠中。该研究包括表现症状的小鼠、没表现症状的小鼠和对照组小鼠。”根据Garbuzova-Davis博士的说法，他们确定人脐带血在脊髓的炎性微环境中发挥着“调节性作用”。
该论文共同作者Maria C. O. Rodrigues博士说，“我们假设多次注射人脐带血来源单核细胞的效应是降低脊髓中的神经炎症，甚至是对表现症状的小鼠进行注射，都会产生促进运动神经元存活的神经保护作用。”
此外，研究人员发现尽管在脊髓中鉴定出的移植细胞的数量比较低，但是治疗是有效果的，这就提示着移植细胞分泌的多种因子发挥着治疗性作用。
研究人员通过几项测试来确定实验用小鼠功能性得到改善。
Garbuzova-Davis说，“因为就在人脐带血来源单核细胞注射后不久我们就检测到小鼠功能性发生改善，注射进来的细胞释放的因子所起的神经保护功能是极有可能的，同时还伴随着一定程度的运动神经元修复。”
该研究另一名共同作者Nicole Kuzmin-Nichols说，这项研究结果应当给未来的低剂量注射人脐带血细胞临床试验提供非常重要的信息和激励。
Kuzmin-Nichols说，“若要成功实现医学转化，最重要的一点就是一旦开始进入有症状的疾病阶段，细胞注射启动有效的保护作用。这项研究通过实例解释了在开始进入有症状的疾病阶段时便着手进行多次低剂量注射可能最终有益于疾病疗效。”
南佛罗里达大学神经学部门主任Clifton L. Gooch博士说，“这些发现提供新启示而且可能是未来治疗ALS病人的关键。”
Gooch博士说，“在ALS模式小鼠产生该疾病的症状之前采取治疗的话，很多疗法都对它们有益。不幸的是，在人类身上，我们没有好方法在大多数病人当中在疾病症状产生之前准确无误地鉴定出谁患上ALS。这就意味着人脐带血来源单核细胞移植疗法确实有效---甚至在症状发生之后进行治疗---的事实非常重要，使得这种疗法也极有可能应用到人类身上。另外，这项研究强调了细胞和它释放的细胞因子在保护不断退化的运动神经中的重要性，这种知识对于我们理解和治疗ALS至关重要。” (生物谷：towersimper编译)
doi:10.1371/journal.pone.0031254
PMC:
PMID:
Multiple Intravenous Administrations of Human Umbilical Cord Blood Cells Benefit in a Mouse Model of ALS
Svitlana Garbuzova-Davis, Maria C. O. Rodrigues, Santhia Mirtyl, Shanna Turner, Shazia Mitha, Jasmine Sodhi, Subatha Suthakaran, David J. Eve, Cyndy D. Sanberg, Nicole Kuzmin-Nichols, Paul R. Sanberg
Background
A promising therapeutic strategy for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is the use of cell-based therapies that can protect motor neurons and thereby retard disease progression. We recently showed that a single large dose (25×106 cells) of mononuclear cells from human umbilical cord blood (MNC hUCB) administered intravenously to pre-symptomatic G93A SOD1 mice is optimal in delaying disease progression and increasing lifespan. However, this single high cell dose is impractical for clinical use. The aim of the present pre-clinical translation study was therefore to evaluate the effects of multiple low dose systemic injections of MNC hUCB cell into G93A SOD1 mice at different disease stages.
Methodology/Principal Findings
Mice received weekly intravenous injections of MNC hUCB or media. Symptomatic mice received 106 or 2.5×106 cells from 13 weeks of age. A third, pre-symptomatic, group received 106 cells from 9 weeks of age. Control groups were media-injected G93A and mice carrying the normal hSOD1 gene. Motor function tests and various assays determined cell effects. Administered cell distribution, motor neuron counts, and glial cell densities were analyzed in mouse spinal cords. Results showed that mice receiving 106 cells pre-symptomatically or 2.5×106 cells symptomatically significantly delayed functional deterioration, increased lifespan and had higher motor neuron counts than media mice. Astrocytes and microglia were significantly reduced in all cell-treated groups.
Conclusions/Significance
These results demonstrate that multiple injections of MNC hUCB cells, even beginning at the symptomatic disease stage, could benefit disease outcomes by protecting motor neurons from inflammatory effectors. This multiple cell infusion approach may promote future clinical studies.
