关键词:阿尔茨海默病, amyloid-β斑块, 葡萄糖代谢, 炎症, 间充质干细胞球体
keyword:Alzheimer's disease, amyloid-β plaque, glucose metabolism, inflammation, mesenchymal stem cell spheroids
期刊名:《Journal of Alzheimer's Disease》影响因子(IF):3.1,分区(JCR):Q2
标题:皮下移植间充质干细胞球体改善阿尔茨海默病认知缺陷(Subcutaneous transplantation of mesenchymal stem cell spheroids ameliorates cognitive deficits in Alzheimer's disease)
第一作者及单位:Lei Sha, 南京大学医学院附属鼓楼医院心血管内科等(单位翻译自原文)
发表时间:2025年12月11日
主要结论概要:本研究证明,早期皮下移植间充质干细胞(MSC)球体可通过提升脑葡萄糖代谢和减轻神经炎症,显著减少Aβ斑块沉积、增强突触可塑性,从而改善APP/PS1小鼠的认知功能,为AD治疗提供了 minimally invasive 新途径。
MSC球体的创新制备与特性
研究团队从人脐带华通氏胶中分离MSC,并通过仿生水凝胶进行三维培养,在24小时内形成均匀大小的MSC球体。与传统二维培养相比,三维球体细胞体积减小、自我更新能力增强,且细胞外基质蛋白(如胶原I和纤连蛋白)高表达,表明其具有更优的干细胞特性。球体细胞存活率良好,为后续治疗奠定了基础。
影像学揭示脑功能改善
首次皮下注射MSC球体后,小动物PET扫描显示,治疗组小鼠脑葡萄糖代谢水平高于AD模型组,标准化摄取值(SUV)显著提升(图2A-B)。三次注射后,fMRI功能连接分析以海马为种子点,发现治疗组右海马CA区和齿状回的功能连接性增强,而AD组连接性降低(图2C-D),表明MSC球体早期干预能稳定脑代谢和神经网络功能。
行为实验证实认知提升
在6月龄至9月龄期间,每月皮下注射MSC球体,并进行两次行为评估。首次莫里斯水迷宫(MWM)显示治疗组平台穿越次数增加、逃避潜伏期缩短(图3B-D);第二次MWM中,治疗组目标象限停留时间延长、潜伏期进一步改善(图3E-G)。新物体识别测试(NORT)中,治疗组小鼠探索新物体时间显著增加(图3H),提示MSC球体有效挽救AD相关记忆缺陷。
病理改变与机制探讨
免疫荧光和Western blot显示,治疗组海马Aβ斑块面积和蛋白水平显著降低(图4B-E)。同时,炎症标志物GFAP(星形胶质细胞)和CD68/Iba1(小胶质细胞)表达下降,血清IL-1β水平减少(图5A-E),表明MSC球体通过调节小胶质细胞向抗炎M2表型转化,减轻神经炎症。此外,qPCR和Western blot揭示治疗组cleaved-caspase 3蛋白表达降低,PSD95和MAP2 mRNA及蛋白水平上升,高尔基染色显示海马CA1区树突棘密度和神经元复杂性恢复(图6A-M),证实MSC球体增强突触可塑性并抑制神经元凋亡。
参考文献
[1] Sha, Lei et al. “Subcutaneous transplantation of mesenchymal stem cell spheroids ameliorates cognitive deficits in Alzheimer's disease.” Journal of Alzheimer's Disease vol. 0,0 (2025): 1-13. doi:10.1177/13872877261418164
[2] Kent, SA et al. “The physiological roles of tau and Aβ: implications for Alzheimer's disease pathology and therapeutics.” Acta Neuropathologica vol. 140 (2020): 417-447.
[3] Amelimojarad, M et al. “The emerging role of brain neuroinflammatory responses in Alzheimer's disease.” Frontiers in Aging Neuroscience vol. 16 (2024): 1391517.
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