帕金森?。?/span>PD）是繼阿爾茲海默癥（AD）后第二大常見的神經退行性疾病，多由腦內產生多巴胺的細胞受損或凋亡引起，好發(fā)于60歲以上的老年人，成為腫瘤和心血管疾病之后威脅老年人身心健康的第三大殺手。據統(tǒng)計，目前全球約1000萬老年人遭受PD的影響，每年對于該病的護理和治療費用高達570億美元，而這一數值還在持續(xù)上升[1]。PD臨床上以靜止性震顫、運動遲緩、肌強直和姿勢平躺障礙為主要特征，目前仍沒有根治的治療手段。近年來，干細胞如人類胚胎干細胞（hESCs）、骨髓間充質干細胞、多能干細胞（iPSCs）等等，為PD的研究和治療帶來了新的希望。
iPSCs是指通過基因重排方法，對已成熟分化的細胞進行誘導，得到具有類似胚胎肝細胞的多向分化潛能性細胞。2006年，首先由Yamanaka等通過在類似胚胎干細胞培養(yǎng)條件下，通過特定的轉錄因子，即Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4等四種因子，將分化的小鼠體細胞重編程為胚胎干細胞樣多能細胞，即誘導多能干細胞。1年后，他們四種轉錄因子的相同組合從人成纖維細胞中產生了人類誘導多能干細胞。自發(fā)現(xiàn)以來，研究者們改變轉錄因子導入方式，如利用替代載體，或者利用特定的小分子化合物改善并提高了iPSCs的安全性和低重編程率。 Matthias等發(fā)現(xiàn)來自小鼠的成纖維細胞和干細胞可使用非整合型腺病毒進行重編程獲得4種轉錄因子。替代載體轉座子是一種不含細菌的DNA且可在細胞中
高表達，協(xié)助從成人脂肪干細胞中產生iPSCs。其他替代載體還包括仙臺病毒、質粒、RNA和重組蛋白[2]。有研究表明，生物學試劑5-溴脫氧尿嘧啶核苷可以提高因子誘導的重編程效率。而且BrdU可以替代Yamanaka因子中最重要的Oct4 因子，與其他轉錄因子誘導iPSCs 產生。且基因突變實驗證實在重編程所使用的濃度下，BrdU并不會導致基因突變及基因組的不穩(wěn)定。深入研究小分子化合物信號通路可更好地理解重編程的調控信號網絡，大大推動了iPSCs的研究發(fā)展。
PD是一種環(huán)境因素與遺傳因素相結合的復雜疾病。近些年來，來自SNCA、LRRK2、PINK1和Parkin突變患者以及攜帶GBA突變的高危人類個體的體細胞被成功誘導到iPSCs并分化為DA神經元。人類把這些分化的DA神經元應用于研究PD的發(fā)病機制，發(fā)現(xiàn)了PD發(fā)病過程中調控因子、特殊的病理學特征、介導過程等等；同時，iPSCs被用于藥物的篩選和再利用[3]。在這些機制日益清晰的情況下，對人類探索PD的治療藥物及方案有著巨大的幫助。
目前PD治療上主要以緩解癥狀為主，沒有根治的治療方法。臨床上PD的治療主要有藥物治療及手術治療兩種方式，藥物治療有多巴胺受體激動劑、左旋多巴類制劑、單胺氧化酶B 抑制劑等等，但僅能改善疾病的癥狀,不能有效地阻止病情的發(fā)展，且長期藥物治療會發(fā)生運動并發(fā)癥如運動波動和異動。PD的手術治療主要是DBS（腦深部電刺激），主要通過對腦深部特定核團的微電流刺激治療運動障礙疾病，但也有導致神經系統(tǒng)功能缺損的風險。除了傳統(tǒng)的臨床治療，如藥物和DBS，細胞替代治療為PD的有效治療策略的開發(fā)提供了一個新的基礎[4]。 1987年，研究人員在瑞典首次將胎兒中腦腹側組織移植到PD患者紋狀體中，PD 患者的細胞治療時代開始。
圖1 誘導多能干細胞用于帕金森病(PD)疾病
目前細胞療法在動物實驗中廣泛開展研究。研究人員在PD模型中對獼猴 iPSCs衍生的中腦DA神經元進行了長達2年的分析。他們觀察到，單側植入獼猴iPSCs后，運動功能逐漸改善，運動活性增加，無需任何免疫抑制。尸檢分析顯示了中腦DAns的存活和移植殼細胞的廣泛生長。研究人員通過使用底板標記物 CORIN+對細胞進行分類，iPSCs衍生的DA祖細胞可以被有效地分離出來。 當移植到6-OHDA受損的大鼠體內時，CORIN+篩選出的DA祖細胞存活并在體內分化為中腦DAns，導致運動行為顯著改善，而沒有形成腫瘤。2017年，日本科學家在前人的實驗基礎上，分別使用健康人和PD患者iPSCs誘導的DA前體細胞移植入患有PD的長尾獼猴腦內，并進行了長達兩年的觀察，發(fā)現(xiàn)這些細胞成功地在模型猴體內存活、增殖并發(fā)揮正常功能，成功緩解了模型猴肢體震顫的癥狀，而且無致瘤現(xiàn)象[5]。現(xiàn)iPSCs移植治療仍在動物實驗階段，相信在不久的將來,會逐步走向臨床試驗。誘導多能干細胞具有自我更新的潛能，能夠分化為包括DA神經元在內的任何體細胞。此外，iPSCs具有類似于hESCs的特性，但可以由成人細胞如皮膚、脂肪組織和成纖維細胞產生，所以無相關的倫理問題。 自體移植iPSCs也不會產生免疫排斥反應的風險[6]。
干細胞近年來一直是學術界研究的熱點，但其涉及倫理、宗教問題等，受到了很大的阻力；iPSCs 以其強大的多能性、較少的倫理問題和免疫排斥反應,擁有較好的應用前景[7]。iPSCs可作為相關的帕金森細胞模型，用于藥物篩選、疾病進展研究，最重要的是用于移植技術治療PD。2018年8月日本科學家Takahashi開展了針對PD的誘導多能干細胞衍生細胞的第一個臨床試驗，招募者為PD中期患者，以移植細胞分泌多巴胺，刺激大腦紋狀體神經元為治療模式[8]。隨著臨床試驗的開展，iPSCs面臨的障礙必將一一掃除，在多巴胺能細胞再生方面的應用必定給PD患者帶來希望。
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