帕金森病是一种缓慢发生的选择性中脑黑质多巴胺能神经元丧失和纹状体多巴胺含量明显减少的神经系统退行性疾病，发病率随年龄而上升，在65岁以上的老年人口中约为1%。正常情况下，黑质中的多巴胺神经元利用酪氨酸羟化酶将左旋酪氨酸转化为左旋多巴，再经过脱羧酶的作用转化为多巴胺。作为神经递质的多巴胺经黑质-纹状体束转运至纹状体的尾状核和壳核细胞，传递信号。多巴胺的缺乏导致锥体外系功能失调，从而出现静止性震颤、肌僵直、动作减少及平衡障碍等临床表现。Lindvall等开展了第1例人胚胎中脑移植治疗原发性帕金森病。后来的Freed等将人胚胎中脑的多巴胺细胞移植至帕金森病患者脑内，在很大程度上缓解了患者的临床症状。由于帕金森病的发病机制比较清楚、与发病相关的神经核团解剖定位明确、动物模型已经建立、部分临床试验的结果良好，因此有观点认为帕金森病是干细胞移植的最佳适应证之一。

　　干细胞移植作为一种从帕金森病的病理生理层面进行干预以取得疗效的治疗方法在各种动物模型和临床研究中逐渐得到了证实。本文通过综述帕金森病的干细胞治疗进展，为干细胞移植治疗帕金森病的基础研究发展和临床探索提供帮助。

　　帕金森病的治疗现状

　　传统的帕金森病的治疗方法主要有药物治疗和外科治疗，近来发展较快的治疗方法则包括干细胞移植及基因治疗等。用于治疗帕金森病的药物主要有以下几种：多巴胺替代药物，即左旋多巴制剂，是目前治疗帕金森病的常用药物之一;多巴胺受体激动剂，其在分子构象上同多巴胺相似，可直接作用于多巴胺受体，多作为左旋多巴治疗的辅助药物以改善左旋多巴治疗相关的运动症状波动和运动障碍;单胺氧化酶抑制剂，但有报道其可导致较高的病死率;儿茶酚-氧-甲基转移酶抑制剂，能够提高左旋多巴的疗效，起效快;兴奋性氨基酸受体相关药物，以金刚烷胺为代表，对多巴胺神经元具有保护作用;其他药物，包括铁鳌合剂、5羟色胺再摄取抑制剂、维生素E、中药等。目前的药物治疗只能部分改善帕金森病的早期症状，并不能阻碍疾病的继续发展，不能阻止帕金森病晚期纹状体内多巴胺神经元的进行性减少。并且随着时间的延长效果逐渐下降，还会出现运动障碍开-关现象等不良作用。外科治疗以脑立体定向毁损术为代表，根据不同的临床表现采取苍白球毁损术或苍白球毁损术+丘脑Vim核毁损术。但毁损术的创伤较大，适应证局限，并且远期效果尚难巩固。另外一种外科手段—深部脑刺激,同样应用立体定向技术将电极植入脑内的不同部位，通过高频电流刺激靶点达到治疗目的而不破坏脑组织，疗效较好，尤其对丘脑底核的刺激要优于对苍白球的刺激，但会出现构语障碍和感觉异常等不良反应，其远期效果亦不能确定，且费用昂贵。随着干细胞移植治疗帕金森病的研究发展，干细胞的来源问题、细胞移植所涉及的伦理道德问题日渐突出。另外，移植的细胞多为终末分化细胞，移植后存活时间短、数量少，这些都限制了细胞移植的进一步应用。但是，干细胞能被诱导分化成多巴胺能神经元的研究结果为细胞移植治疗帕金森病提供了新的理论基础，而干细胞体外培养技术的建立则为其提供了有力的技术支持，这些使干细胞移植治疗帕金森病成为可能。

　　干细胞移植治疗帕金森病的研究进展

　　干细胞是指处于未分化状态的多潜能细胞，能够不断分裂增殖，自动分化成各种类型的细胞和组织。干细胞按分化能力可分成两类：全能干细胞(胚胎干细胞)，来源于哺乳动物早期胚胎的内细胞团，能够在体外培养、扩增，多次传代后仍具有完全分化的潜能;多能干细胞(成体干细胞)，即特定组织的干细胞，不能产生完整的个体，但可以向特定组织分化。基于其独特的生物学特性：全能性/多能性、自我更新能力、高度增殖能力，干细胞具有重要的临床应用价值。胚胎干细胞移植治疗帕金森病：年，Eva
等首次成功从延缓着床的小鼠胚泡建立了多能干细胞系，这些细胞具有正常的二倍体核型，并且可分化为多种细胞类型，被称为胚胎干细胞。胚胎干细胞的形态结构与早期胚胎细胞很相似，分化抑制培养呈克隆性增殖，能够长期保持核型的正常稳定。胚胎干细胞通过对称性分裂和不对称性分裂而迅速增殖，其端粒酶活性高表达，表明胚胎干细胞复制的寿命高于体细胞复制的寿命。而作为未分化的多能干细胞，胚胎干细胞表达Oct-4、碱性磷酸酶、胚胎阶段特异性表面抗原等表面抗原。这些表面抗原可用来分离、鉴定胚胎干细胞。胚胎干细胞移植用于治疗帕金森病的方法主要有两种：①在体外将胚胎干细胞提前分化为多巴胺能神经元后再移植，即胚胎干细胞作为种子细胞。Lee等在体外扩增小鼠的胚胎干细胞，从中分离出神经干细胞，在加有牛碱性成纤维细胞生长因子的培养基中扩增，去除分裂素后这些神经干细胞大量分化成多巴胺能神经元。Kawasaki的研究发现将小鼠的胚胎干细胞与骨髓来源的间充质细胞共培养后出现了大量酪氨酸羟化酶阳性神经元，这些神经元能够产生多巴胺，移植入小鼠纹状体后可存活2周。Mimura等证实脑内胚胎多巴胺能神经元移植可以减轻帕金森病动物模型的行为学缺失。②将干细胞或前体细胞进行移植，使其在体内分化为多巴胺能神经元，这些神经元可以与宿主细胞整合，重建黑质状体通路。近来的观点认为，将胚胎干细胞移植到动物体内的不同部位，不同的微环境能够诱导其分化为该组织特异性的细胞。Bjorklund等将未分化的胚胎干细胞移植给6-羟多巴胺损伤的帕金森病动物模型，观察到移植细胞能够分化成为类似中脑多巴胺神经元的形态，动物模型由安非他明诱发的旋转动作明显减少。PET检查提示这些行为学的改变与移植区域的运动中枢血流的显著增加和黑质多巴胺生物标志物的摄取增加有关。然而，移植后只有相对很小部分移植细胞存活，25例实验动物中的7例发生了畸胎瘤并最终死亡。实验结果说明了后一种方法的有效性，同上也提示了胚胎干细胞移植中一个需要引起关注的现象：干细胞不定向的无规则生长。存活的移植细胞中还有更多未分化的细胞，这些细胞高分化的潜能可能是导致移植后畸胎瘤形成的主要因素。在胚胎干细胞治疗帕金森病的历史上具有里程碑意义的是年Takagi等将猕猴胚胎干细胞进行定向诱导分化，制备了极接近真正多巴胺神经元的供体细胞后移植给1-甲基-4-苯基四氢吡啶(MPTP)诱导的帕金森病猴子模型。移植后PET检测发现存活的移植细胞能够行使多巴胺神经元的功能，并显著改善猴帕金森病模型的行为学症状。MPTP 诱导产生的帕金森病模型非常接近人类帕金森病，实验结果对于细胞移植临床应用的疗效具有高度的预测性。在临床上，Piccini等将人类胎儿脑组织移植到帕金森病患者，有效地改善了临床症状，国内的研究结果也证实了胚胎干细胞的应用价值。神经干细胞移植治疗帕金森病：年Reynolds和 Weiss

　　最先提出了神经干细胞的概念，目前普遍认可的概念是由Mckay于年提出的，即神经干细胞是具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新，并能提供大量脑组织细胞的细胞群。早期胚胎中，神经干细胞广泛存在于嗅球、大脑皮质、海马、纹状体、视网膜等中枢和周围系统中。细胞比率较高，胚龄8d大鼠的脊髓神经中，培养存活的细胞中50%以上属于神经干细胞，随着胚胎发育、神经系统的成熟，神经干细胞逐渐分化成前体细胞和功能细胞，但并不完全消失。从成年鼠脑纹状体和海马组织中分离得到了类似胚胎神经干细胞的多能干细胞，能够增殖分化成神经元和神经胶质细胞。正是由于这些成体神经干细胞的存在，成体神经系统的修复和再生才能够完成。体外诱导分化的结果表明，不同的条件可以诱导神经干细胞分化成不同比率的神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，而分化的神经元因表型而具有不同的功能和特异的神经递质。Ling等的研究发现白细胞介素1、白细胞介素11、胶质细胞源性神经营养因子等配伍能够诱导大鼠中脑神经干细胞定向分化出多巴胺能神经元。进一步研究发现，将人胚胎来源的神经干细胞传代后移植到大鼠纹状体，2周后观察到未分化细胞的增殖，并表达多巴胺合成的限速酶-酪氨酸羟化酶。然而，Armstrong等认为尽管纹状体神经干细胞移植能够产生具有形态特征、电生理活性、产生递质的神经元，但仍然很难恢复帕金森病模型的神经功能。Parati等将嗅球分离的神经干细胞移植到帕金森病小鼠的纹状体内，其结果却显示了良好的治疗效果。 Lindvall也报道了约有350例帕金森病患者在临床实验性治疗中接受了人胚中脑组织移植，结果观察到了移植的神经元能在受体大脑内存活并形成功能联系有助于临床症状的缓解。因此，神经干细胞移植能够对帕金森病的病理过程产生影响，但神经干细胞生存的微环境中的细胞相互作用、细胞释放的因子及相关的信号转导途径如何影响和调控神经干细胞的分化的机制仍不清楚。间充质干细胞移植治疗帕金森病：间充质干细胞是来源于中胚层的具有自我更新和多向分化潜能的多能干细胞，目前的研究显示间充质干细胞已经从骨髓、肌肉、脂肪、骨等多种组织中分离获得。多年来，普遍的观点认为间充质干细胞是一种定向发育的成体干细胞，只能分化成其所在组织的细胞。而，Pete
en等的研究结果与该观点相悖，即间充质干细胞除了能够分化为所在组织细胞外，还可以产生其他的组织细胞。体外实验结果表明成年小鼠间充质干细胞和人间充质干细胞在特定诱导剂存在的条件下培养诱导后逐渐具有神经元形态学特征并表达神经元特异性标志—神经元特异性烯醇化酶，证实了间充质干细胞可在体外进行诱导，在加入神经生长因子、脑源性神经生长因子等后可以促进其成活并向神经细胞定向转化。体内实验研究则证实了间充质干细胞能够在宿主体内游走、迁移并转化为神经元细胞。如Yano等将表达绿色荧光蛋白的间充质干细胞移植入大鼠损伤的脊髓中，4周后发现绿色荧光蛋白阳性细胞从注射点迁移至背侧白质并表达神经元或星形胶质细胞标记物;Hellmann等将间充质干细胞移植到6-羟基多巴胺诱导的帕金森病大鼠纹状体中，发现移植细胞可以存活几个月，并可迁移到对侧大脑半球。Li等的研究表明间充质干细胞纹状体内移植可减轻1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的帕金森病小鼠模型的运动功能障碍，同时免疫组织化学染色显示溴脱氧尿苷标记的移植细胞在脑内存活至少4周，并表达酪氨酸羟化酶活性，说明治疗产生效果可能是由于产生了多巴胺，从作用机制上提示了间充质干细胞移植应用于帕金森病治疗的可行性和有效性。干细胞移植联合基因治疗帕金森病：干细胞联合基因治疗为帕金森病的治疗提供了更有前景的手段。大量的研究结果显示，将特定外源基因导入干细胞基因组中，会使干细胞更好地分化为特定类型的细胞。一方面，干细胞在特定的微环境中可以分化成相应表型的神经元细胞来代替受损或死亡的神经元;另一方面，其携带的外源基因可以调控神经元的表达，分泌相应的因子而对周围的细胞起到营养和保护的作用，以达到治疗的目的。Kim等的研究发现体外转染Nurr1基因的胚胎干细胞分化产生的多巴胺能神经元比率可以达到 50%，将这些神经元移植到帕金森大鼠模型脑内可以产生功能性整合，出现行为学的改善。Yamada等发现体外培养的导入VHL基因的神经干细胞能有效地分化为酪氨酸羟化酶阳性神经元细胞。将携带VHL基因的神经干细胞用5溴-2脱氧尿苷标记后移植入帕金森病大鼠的纹状体内，可以在移植部位观察到5溴-2 脱氧尿苷及酪氨酸羟化酶双阳性细胞，说明基因转染后的神经干细胞能够在宿主脑内存活并分化成多巴胺能神经元，同时也观察到了大鼠模型的行为学改善。Lu等将酪氨酸羟化酶基因转染后的间充质干细胞植入帕金森病大鼠，测试结果表明治疗组大鼠旋转次数显著少于对照组，纹状体内多巴胺水平较对照组明显升高。以上研究说明了基因修饰后的干细胞能够在脑内存活、表达基因产物,同时对黑质神经元有保护作用。因此，干细胞经适当的调控基因转染后进行移植治疗帕金森病将是一个崭新的发展方向。4.3干细胞移植治疗帕金森病的机制干细胞移植治疗帕金森病的目的是修复黑质神经元变性引起的纹状体多巴胺能通路损伤。关于其治疗机制，目前主要有两个观点：一种观点是移植的干细胞替代原有病变细胞，发挥细胞功能;另一种观点是移植的干细胞除了替代功能外，还起到“细胞伙伴”的作用，提供神经保护、促进病变组织的自我修复。分化为多巴胺能神经元的替代作用：干细胞移植后，可以向病变组织渗透融合，转化为多巴胺能神经元，替代损伤细胞，重建神经环路，从而达到恢复神经功能的目的。而非神经组织来源的干细胞治疗神经系统疾病的理论基础是干细胞的“转分化”学说。但Wage
等对此提出了疑,Terada等认为“转分化”实际上是细胞间相互融合的结果，而不是真正的转分化。对多巴胺能神经元保护及营养作用：有学者认为，细胞移植后相对快速的治疗效果，不一定是移植干细胞分化为神经元，而可能是与靶组织中的具有分泌营养因子能力的自体干细胞结合、产生营养因子促进了损伤脑组织的修复而改善神经功能。有研究证明，移植入动物脑内干细胞系(C17.2)的子代细胞能够表达对多巴胺神经元具有明确的保护作用的内源性营养因子——胶质细胞源性神经营养因子。Kitayama等研究证实神经干细胞移植治愈帕金森病大鼠的进食困难是通过保护神经元免受毒素损害的作用实现的。因此，干细胞植入脑内后，神经营养因子的释放也是其修复损伤神经元回路的机制之一。促进内源性多巴胺能神经元的发生：动物实验结果显示，成年小鼠的黑质存在自我修复，不但有多巴胺能神经元的更新，同时新生的神经元还可以重建与纹状体的连接。Frielingsdorf等的研究发现帕金森病模型动物脑内损伤部位神经元增殖速度加倍，但这些新生的神经元远不能达到修复受损神经通路的目的。Shan等发现帕金森病模型小鼠正常黑质和MPTP损坏的黑质部位均有神经发生现象，但细胞移植后模型小鼠的黑质区不仅神经干细胞数量显著增加，而且新生成的多巴胺能神经元也明显增加。因此，移植的干细胞能够起到治疗作用，很可能是这些未分化的细胞创造了一个适于细胞存活的环境，使这个微环境具有利于病变组织细胞存活的神经营养因子和/或神经生长因子，从而增强黑质的神经发生和多巴胺能神经发生、促进病变组织神经细胞自身修复的进程。

　　干细胞移植治疗帕金森病的基础研究和临床探索，预示了一个令人鼓舞的崭新领域。然而，在真正将这种方法用于临床帕金森病患者的治疗之前，还有很多工作要做。首先，要选择合适的供体细胞。胚胎干细胞的优势在于具备无限增殖与分化的能力，但是存在着伦理学、来源缺乏等问题;理论上，神经干细胞毋庸置疑在治疗中枢神经系统疾病中具有绝对的优势，但也存在着取材困难、培养、纯化等问题;间充质干细胞取材方便、来源广泛、免疫原性弱等方面优于神经干细胞，但是目前掌握的研究资料不多，尚无充分的证据说明它是更理想的种子细胞。其次，选择合适的移植方案以保证临床收益最大。需要考虑的因素包括移植细胞的保存方式、移植数量、靶点选择、免疫抑制剂的应用等。再次，证明这些移植细胞的安全性。除了移植的干细胞能够形成畸胎瘤外，Maries等在实验中观察到多巴胺能神经元移植后部分实验动物出现了一种被称之forelimbfacialstereotypy的运动障碍。另外，干细胞来源的多巴胺能神经元移植后能否存活、恢复纹状体的神经支配、移植干细胞的远期疗效等还有待于进一步证明。但有理由相信，干细胞移植—这种能够有效控制帕金森病病理进程、恢复受损脑功能、将治疗的不良反应降至最低的治疗方法终会实现!