文摘
移植的多巴胺(DA)丰富胎儿腹侧中脑的细胞成为一个有前途的治疗帕金森病(PD),因为它允许的运动症状明显改善PD患者在非盲的一些研究。然而,双盲临床试验很大程度上是令人失望的。一般的协议在该领域是缺乏标准化的组织收集和准备,加上缺乏手术后的免疫抑制的情况下,发挥了关键作用在这些研究的失败。此外,进一步的并发症,出现在先前的研究是所谓的外观graft-induced运动障碍(GID),在移植患者的一个子集,类似于左旋多巴引起的运动障碍,但在缺乏药物治疗。临床前证据指出,5 -羟色胺神经元球员GID的外观。协议,临床调查表明,移植组织可能包含大量的5 -羟色胺神经元,在一半的DA细胞秩序的;此外,5 -羟色胺5-HT1A受体激动剂丁螺环酮被发现产生显著抑制移植病人的GID。在这篇文章中,我们将回顾最近的临床前和临床研究专注于细胞移植GID PD和机制。
1。介绍
帕金森病(PD)是第二个最常见的神经退行性疾病,特点是intraneuronal夹杂物聚合的蛋白质(名为路易小体和神经突路易)和多巴胺(DA)神经元的变性的黑质致密部。纹状体DA含量的减少导致电动机的出现症状,包括动作迟缓,刚性,姿势不稳定,休息的颤动。尽管PD通常被认为是一个纯粹的运动病,这种病理现在被认为是异类,和各种各样的nonmotor症状,如抑郁、便秘、疼痛,和PD患者的睡眠障碍已被描述1]。迄今为止,DA前体的口服左旋多巴是主要治疗PD,提供电机的显著改善症状,这代表病人的主要负担。然而,随着疾病的进展,绝大多数患者出现异常不自主运动,称为L-DOPA-induced运动障碍(盖子),限制了这种药物的提供一个令人满意的控制能力的运动表现。因此,替代疗法需要提供良好的管理也在晚期的疾病症状。
细胞移植治疗帕金森病在1985年首次测试作为一个潜在的治疗(2]。在早期的研究中,自体肾上腺髓质细胞植入单方面的纹状体两个PD患者(3]。尽管只有最小的汽车改进观察,这些实验的相关性提供的证据原则DA水平可以恢复部分的异位移植新的DA神经元。后来,研究PD患者接受intrastriatal移植人类胎儿腹侧中脑的(hfVM)组织表明,移植的纹状体DA细胞不仅可以在宿主体内生存,但也恢复纹状体DA的释放和神经支配4- - - - - -6通过增加),如图所示6-fluoro-l-3 4-dihydroxyphenylalanine (二羟基苯丙氨酸)吸收。
临床益处在PD患者移植已经观察到非盲试验。因此,改善电动机的症状,特别是运动功能减退和开关的波动,被描述在几个移植患者(4,7- - - - - -9),而改进的运动障碍和姿势不稳定并不重要8,10,11]。电机改进陪同在最有利的情况下撤离的左旋多巴治疗(11,12),增加平行二羟基苯丙氨酸的吸收宠物研究[5,13,14),这表明电机改进不能视为安慰剂效应。有趣的是,最近的一项研究表明,在两个PD患者细胞替换策略提供了一个长期的症状缓解,病人有停止他们的药物治疗15]。因此,最近的一项研究表明,DA运输车(DAT)仍表示在移植后移植DA神经元至少14年(16),符合临床发现胎儿DA神经元移植维护功能提升年的病人(17]。尽管有这些有前景的结果,结果在不同临床试验使用hfVM组织不一致和过程被遗弃在脑深部电刺激。
胎儿的影响变量DA神经元移植对盖子;在一些病人显著减少的盖子已经被观察到,而在其他运动障碍一直影响甚至更糟(4,7,8,10,18]。直到两个双盲安慰剂对照试验进行(19,20.),它描述了第一次移植可能引起一种新的运动障碍(21- - - - - -23),被称为断开的运动障碍(19,20.]或graft-induced运动障碍(GID),与正在进行的药物(19,20.,23,24]。
GID已经成为一个潜在的严重副作用引起的DA神经元移植在15 - 57%的病人(取决于研究),经历了细胞替代疗法(19,20.,23]。GID现象学与盖子,通常更多的重复,构成影响的刻板运动障碍的运动以腿为主(25]。GID通常出现移植后6到24个月,尽管停止抗帕金森病的药物(20.]。虽然这种形式的运动障碍通常是温和的,在某些情况下,它成为禁用,需要外科干预脑深部电刺激(26]。
2。GID的促进因素
GID的发展提出了几种不同机制引起的,比如DA神经元变性的程度(27],过度DA的释放贪污,贪污,贪污位置(28- - - - - -32)、年龄(33),预处理与左旋多巴、术前盖子的严重程度(32,34,35),或免疫抑制23,36,37]。此外,5 -羟色胺神经元的无意加入到贪污悬挂最近被视为一个风险因素发展的GID [38,39]。
这些推动因素已经检查在过去年GID的病人。然而,考虑到这些研究可用的移植患者数量低,GID的临床前动物模型的发展,由6-OHDA-lesioned啮齿类动物纹状体胎儿腹侧中脑的细胞移植提供了一个有用的工具来调查机制负责GID的外观。使用这种动物模型的研究表明接枝DA神经元可以生存,reinnervate纹状体损伤,并提供显著改善运动机能的40]。然而,不同于嫁接PD患者的观察,没有任何显示运动障碍的药物治疗,自发的GID在移植动物只是偶尔被观察到。事实上,6-OHDA-lesioned嫁接老鼠只显示轻度和短暂的运动障碍和暴露在非药物刺激,如新环境(28,29日,41]。相反,DA-releasing代理安非他命能够唤起一致的旋转行为侧纹状体损伤移植,以及异常不自主运动,也可以评估量表用于盖子(36,42- - - - - -44]。此外,amphetamine-induced异常不自主运动,类似描述在老鼠模型中,也可以观察到移植hemiparkinsonian老鼠(45]。因此,amphetamine-induced运动障碍已成为最方便和可再生的GID的动物模型34,46,47]。
病人数据的分析和使用这种动物模型允许研究人员提出一些风险因素GID的发展,尽管如此,到目前为止,没有一个最重要的因素已被确定。在纹状体没有差异多巴吸收之间的观察移植患者或没有开发GID [20.,23),这表明GID不应过度增长引起的嫁接DA神经元,神经移植或异常了。
相反,在嫁接的老鼠,它已经表明,移植的大小可能影响GID的感应。事实上,与大鼠移植显示更严重的GID (amphetamine-induced)与小老鼠移植相比29日]。此外,植人物可能是另一个风险因素;事实上,在6-OHDA-lesioned老鼠之前由左旋多巴运动障碍的治疗,移植放在尾纹状体,但不是在吻侧纹状体,显著降低L-DOPA-induced肢体和orolingual运动障碍但也产生更严重的GID在应对安非他命28]。从这个研究,GID的严重程度与更高grafted-derived尾纹状体DA纤维密度比吻侧部分,表明嫁接不均可能产生“热点”DA的释放,产生不平衡主机纹状体的神经移植术(28,30.,48]。
此外,术前盖子的严重程度与GID的严重程度相关。动物有严重收到intrastriatal DA移植术前盖子显示明显减少盖子,但同时所有动物GID开发的;相比之下,在老鼠身上有轻微术前盖子,显示轻度减少移植后盖子,GID的表达通常是轻微或没有35]。这方面相关的所有病人接受神经移植到目前为止一直在用左旋多巴治疗好几年了,之前和他们中的大多数盖子移植(25]。因此,在一个正在进行的多中心临床试验由欧盟委员会(TRANSEURO),只有患者移植前还没有发展严重的盖子被包括在这项研究中,为了减少风险的GID的发展。
3所示。免疫抑制
宿主免疫反应的一个主要争议问题在这一领域。尽管多年来,大脑一直认为免疫特权,细胞移植试验表明,这是不完全正确的49]。因此,immunoinflammatory反应后期的分析中观察到移植病人中,要么没有(19)或短期低剂量免疫抑制(20.,50)是管理。尽管还没有完全证明,免疫保护似乎是必不可少的成功嫁接的纹状体DA移植51),和缺乏它也可能是一个潜在的危险因素GID的发展。事实上,临床观察表明,GID发展早期停用免疫抑制治疗后(20.),可能与降低移植物周围的炎症过程引起的移植物存活率(52]。然而,另一项研究表明,免疫抑制治疗可以撤销不干扰引起的移植物存活率和运动恢复移植(53),这表明穷人临床反应可能引起的进步哒去神经移植以外的地区(53]。此外,神经退化过程以类似的方式可能会影响嫁接和主机nigral神经元病变如路易小体积累的差别伴随着对这些酪氨酸羟化酶(TH)和DAT一直在观察移植细胞移植后数年(54- - - - - -56]。
4所示。嫁接成分:5 -羟色胺假说
最近的研究表明,GID发展可能与移植组织的构成(38,39,57]。应该考虑,DA细胞只有5 - 10%的细胞在新鲜分离的VM组织(58,59)和虚拟机的方式组织存储或培养移植前可能改变non-DA的嫁接组合支持细胞,如反应性星形胶质细胞(60]。此外,不同DA细胞类型中包括移植成分如DA神经元的A9和A10血统。事实上,DA A9移植神经元的数量已经与减少盖子在啮齿动物61年)由于其调节能力达释放(62年,63年]。
的5 -羟色胺神经元移植和他们的角色发展的GID代表另一个重要方面,从最近的临床前和临床观察。事实上,5 -羟色胺神经元发展靠近腹侧中脑DA神经元;由于胚胎组织的可用性已经成为限制因素在前面的试验,地标的分离通常广泛,所以收集大量的可移植的细胞。然而,这个过程包含大量的5 -羟色胺引起的前驱细胞移植(17]。
众所周知,5 -羟色胺神经元具有机械外生左旋多巴,将它转换成哒,和存储哒成囊泡。这种机制在L-DOPA-derived DA的释放过程中发挥作用,当绝大多数DA神经元退化;的确,有人建议,DA的释放血清素异常终端可能负责过度波动的纹状体突触DA水平,这是盖的外观64年- - - - - -66年]。因此,更高的纹状体DA水平被发现在运动障碍的患者相比,nondyskinetic的估计raclopride绑定潜力的宠物成像研究[67年,68年]。此外,hyperinnervation 5 -羟色胺系统的实验模型纹状体的盖子,以及患者的运动障碍,最近报道(69年]。
因此,鉴于5 -羟色胺神经元的作用在盖子的发展,包含神经元的人口嫁接组织提出了发展的另一个风险因素GID [34,42,47]。事实上,除了大量的5 -羟色胺神经元,graft-derived羟色胺hyperinnervation和不利的5 -羟色胺/纹状体DA运输车比率已观察到移植患者(20.,38,39]。
5 -羟色胺之间的平衡和DA神经元移植可能是重要的盖子和GID的严重程度。事实上,在部分6-OHDA-lesioned老鼠已经证明serotonin-rich移植是有效的诱导普遍含血清素的hyperinnervation主机纹状体的27,70年,71年)和左旋多巴治疗后运动障碍,逐步恶化DA-rich移植相比,相反,抑制运动障碍(42]。相反的,盖子是减少大鼠接受移植含有DA和5 -羟色胺神经元的混合物(2的比例:1、职责),这表明只要保持足够的部分DA神经支配,5 -羟色胺神经支配嫁接产生的5 -羟色胺神经元将盖子的严重程度的影响有限42]。然而,5 -羟色胺的存在细胞移植可以作为触发GID的感应,5 -羟色胺神经元可能占用DA释放贪污和释放,在纹状体区域贫穷哒神经支配,表达超灵敏的突触后DA受体(39,46]。
5。前和突触后机制的GID
GID的5 -羟色胺系统的参与已在一些临床前研究调查。使用6-OHDA-lesioned大鼠纹状体VM嫁接,显著抑制GID(安非他明引起的)被认为与低剂量的治疗后5-HT1A受体激动剂丁螺环酮(剂量不能影响表达式的盖子在同一动物模型)或组合5-HT1A和5-HT1B受体受体激动剂8-OH-DPAT CP94253,所有抑制发射机释放血清素激活的神经元(34,43]。这些发现与临床研究协议,丁螺环酮完全抑制GID嫁接PD患者(68年]。有趣的是,感应5 -羟色胺神经递质释放的氟苯丙胺显著增加GID安非他明引起的政府在老鼠身上,虽然没能诱导GID当单独管理43]。在类似的情况下,增加GID时观察羟色胺转运体(泽特)阻滞剂氟伏沙明添加到DAT阻滞剂GBR12909 [29日]。这些结果支持主机5 -羟色胺神经支配的角色GID的调制,但也表明DA释放血清素终端可能成为有害的只有当DA释放嫁接DA神经元特异表达。
有趣的是,胫骨和他的同事们(43)表明,去除内源性5 -羟色胺神经支配的特定毒素损伤出现废除anti-GID 5-HT1A和5-HT1B受体激动剂的性质,表明这些药物的效果GID是由突触前host-derived受体的激活。相反,删除主机5 -羟色胺神经支配或预处理5-HT1A受体拮抗剂不废除anti-GID丁螺环酮的影响。这些结果让作者表明,丁螺环酮的调节效应GID可能独立于激活的pre -羟色胺神经元或突触后受体5-HT1A但可以想象由于DA D2受体的封锁;的确,众所周知,丁螺环酮还可以作为DA D2受体拮抗剂(72年,73年]。事实上,类似的显著的抑制GID在6-OHDA-lesioned也看到老鼠后管理选择性哒D2受体拮抗剂eticlopride或哒D1受体拮抗剂SCH23390。有趣的是,这两种受体激动剂抑制GID在帕金森大鼠剂无法在运动障碍的影响盖子6-OHDA-lesioned (nongrafted)老鼠,这表明胎儿VM移植诱导的一个显著增强antidyskinetic效应引起的DA受体封锁[44]。被假定DA受体封锁可能揭开补偿或不适应的机制,开发主机纹状体在慢性接触graft-derived哒。这样的改变可能涉及DA受体的表达变化在突触膜和/或修改DA受体信号级联(44]。因此,临床前和临床证据表明,羟色胺和多巴胺机制可能都扮演一个角色在GID的外观。
6。未来的策略
临床研究显示,移植的疗效的DA神经元恢复在长期期间的PD患者的运动功能。然而,结果的可变性和副作用的出现代表GID相当比例的移植患者阻碍了这种方法的追求。
现在有一个普遍的共识,改善结果和减少患GID的风险可能来自精致的解剖方法用于收集胎儿组织移植。避免包含5 -羟色胺神经元,或其他类型的细胞,可能是其中一个重要的点。此外,增加纹状体DA神经元的分布在整个使用多个注射部位可能优化的报道去神经的纹状体DA移植细胞,防止“热点”DA的释放(5,27]。此外,术后免疫抑制治疗的使用也可能发挥重要作用。
更好的结果也可能来自一个更准确的选择的病人;事实上,患者缺乏对左旋多巴治疗不太可能受益于这种方法,不应包括在此类研究中。此外,手术前进行PET成像可能有用的正确放置移植在每个主题24,53]。
重要知识预计将获得持续的双盲临床研究使用PD患者的胎儿细胞移植(TRANSEURO)。这项研究很重要不仅提供一个结论性的答案关于胎儿细胞移植的能力改善运动症状的疾病,但也为未来铺地面使用干细胞更大规模的研究。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。