Summary:研究人员制定了利用基于干细胞的干预措施来修复创伤性脑损伤 (TBI) 引起的级联损伤的明确蓝图。该研究将临床范式从基本稳定转向主动组织再生。
通过综合神经干细胞、无细胞外泌体和工程生物材料支架方面的最新突破,研究人员绘制了一个多管齐下的治疗框架,能够抑制神经炎症、重建受损的神经回路并安全地加速功能恢复。
Key Facts
- The Global TBI Burden:创伤性脑损伤 (TBI) 每年影响约 6900 万人,是全球长期残疾和死亡的主要原因。除了初始冲击的物理机械力之外,患者还遭受延迟性继发性损伤的破坏性波,包括慢性神经炎症、脑血流量减少、氧化应激和兴奋性毒性。
- Limitations of Conventional Stabilizers:尽管神经外科研究进行了数十年,但当前的一线临床方法仍然严格限于稳定患者并防止直接继发性损伤。现代医学缺乏能够修复受损脑组织或完全恢复丧失的认知和运动功能的广泛可用、有效的治疗方法。
- Bypassing the Neuron-Replacement Myth:由周航教授和陈高教授共同领导的综述表明,干细胞移植的临床疗效并不仅仅依赖于物理替代死亡的神经元。相反,这些细胞充当动态代谢工厂,完全调节损伤环境并激活大脑的内部内源性修复机制。
- The Multivalent Action of Stem Cells:神经和间充质干细胞具有独特的自我更新和分化成新鲜神经元和神经胶质细胞的能力。同时,它们通过释放信号分子来重塑大脑的微环境,这些信号分子主动抑制神经炎症,增强血管生成(血管生长),驱动突触再生,并永久重塑受损的神经回路。
- The Cell-Free Exosome Alternative:为了尽量减少传统的细胞移植风险,例如宿主免疫排斥或意外肿瘤形成,研究人员强调了对干细胞衍生的外泌体的新兴趣。这些小的细胞外囊泡将高度浓缩的生物活性蛋白和 microRNA 直接运送到受损细胞,提供纯粹的治疗修复益处,而没有活细胞递送的生物风险。
- Biomaterial Scaffolds as Environmental Mimics:为了解决撞击部位干细胞存活率和保留率低的持续临床障碍,工程团队正在将干细胞与先进的生物材料支架相结合。这些结构将细胞安全地锚定在损伤部位,引导其细胞分化,并完美模仿大脑的天然细胞外基质,以优化组织工程结果。
Source: 浙江大学
Traumatic brain injury (TBI) is a form of brain damage caused by an external mechanical force, such as a jolt to the head, leading to impaired brain function. It remains one of the leading causes of disability and mortality worldwide.
每年,它都会影响大约 6900 万人,并给医疗保健系统带来沉重负担。除了最初的损伤外,患者经常会经历继发性损伤,即一系列延迟的生物反应,包括炎症、血流量减少、氧化应激和兴奋性毒性,这些可能会加剧脑损伤并阻碍恢复。
尽管进行了数十年的研究,但能够完全恢复大脑功能的有效治疗方法仍然有限。目前大多数方法侧重于稳定患者或防止进一步损伤,而不是修复受伤的大脑。
最近的一篇评论于 2025 年 12 月 22 日在线发布,发表于《科学》杂志第 2 卷第 1 期 Brain Network Disorders 2026 年 3 月 24 日,中国浙江大学的研究人员全面概述了基于干细胞的 TBI 策略。
该研究汇集了干细胞疗法、基于外泌体的方法和组织工程的最新进展,同时还概述了关键的临床挑战。这项研究由中国浙江大学医学院附属第二医院神经外科的周航教授和陈高教授共同领导,强调了对超越传统护理的再生方法的日益增长的需求。
“TBI 非常复杂,其病理异质性继续限制开发有效疗法的进展,”周教授解释道。 “这凸显了迫切需要能够解决损伤多个方面并支持功能恢复的治疗策略。”
干细胞疗法因其能够针对损伤的多个方面而成为再生医学的一个有前途的途径。干细胞可以自我更新并分化成各种细胞类型,包括神经元和神经胶质细胞。更重要的是,它们可以通过释放减少炎症和支持修复的信号分子来影响大脑的微环境。
“神经干细胞可以通过抑制神经炎症、增强血管生成、突触再生和神经回路重塑来促进大脑修复,”陈教授说。 “这些综合作用使它们成为恢复受损大脑功能的有前途的方法。”
在这篇综述中,研究人员强调干细胞的治疗效果可能不仅仅依赖于替换受损的神经元。相反,这些细胞可以调节损伤环境并激活内源性修复机制。临床前研究表明,不同的干细胞类型,包括间充质干细胞和神经干细胞,可以通过增强神经发生、加强突触连接和减少炎症来改善功能结果。
除了基于细胞的疗法之外,研究人员还讨论了人们对外泌体(干细胞释放的小细胞外囊泡)的兴趣。这些囊泡携带蛋白质和 microRNA 等生物活性分子,影响周围细胞并促进组织修复。由于外泌体是无细胞的,它们可以降低免疫排斥和肿瘤形成等风险,同时仍然提供治疗益处。
另一个有前途的策略是将干细胞与生物材料支架相结合。这些工程结构可以提高干细胞的存活率,指导它们的分化,并增强它们在损伤部位的保留。通过模仿大脑的自然细胞外环境,支架可以进一步提高再生疗法的有效性。
尽管取得了这些进展,但仍然存在重大挑战。支持干细胞疗法有效性的临床证据,特别是在严重的 TBI 中,仍然有限。有关最佳细胞类型、剂量、时间和递送方法的问题尚未完全解决。
周教授总结道:“基于干细胞的疗法,加上外泌体和组织工程的进步,为大脑修复提供了有希望的方向。通过进一步的研究和精心设计的临床试验,这些策略可能更接近于实现创伤性脑损伤患者的有意义的康复。”
总体而言,该研究为 TBI 干细胞治疗的现状提供了一个平衡的视角。尽管该领域前景广阔,但要将这些进步转化为安全、有效和广泛使用的临床治疗方法,进一步的研究至关重要。
回答的关键问题:
A:因为目前的医学治疗纯粹是反应性和防御性的。当患者头部遭受严重震动时,标准的医院护理完全集中于稳定患者的生命体征并防止立即死亡。这使得大脑完全容易受到延迟波的二次破坏,包括慢性炎症、氧化应激和组织腐烂,而传统医学无法修复这些破坏。
A:他们充当主要的生物协调员。虽然干细胞可以转变为新的神经元,但浙江大学的研究小组表明,它们真正的力量在于它们如何操纵周围的损伤区域。通过向受损组织注入抗炎分子和保护性信号因子,干细胞迫使大脑自身休眠的修复系统苏醒,促进血管生长并重新连接断裂的神经通路。
A:它们消除了使用活体生物组织的危险。当您将活干细胞移植到严重的脑损伤中时,始终存在挥之不去的临床风险,即患者的免疫系统会强烈排斥它们,或者细胞可能会突变并形成肿瘤。外泌体是由干细胞产生的微小的、无生命的存储气泡,含有组织修复所需的所有愈合蛋白和 microRNA,可提供完全相同的恢复益处,且排斥或肿瘤生长的风险为零。
Original Research: 开放访问。
“Stem cell therapy for traumatic brain injury: Current advances, clinical challenges, and future directions”作者:林伟博、钱亚军、蒋山东、周航和陈高。 Brain Network Disorders
DOI:10.1016/j.bnd.2025.09.001
Abstract
Stem cell therapy for traumatic brain injury: Current advances, clinical challenges, and future directions
创伤性脑损伤(TBI)的严重程度及其不良预后强调迫切需要更有效的神经保护和神经再生策略。然而,TBI 的病理异质性继续阻碍临床治疗的进展。
临床前研究表明,神经干细胞通过其再生和分泌特性,可以抑制神经炎症,促进血管生成、突触再生和神经回路重塑。一方面,干细胞移植已进入临床试验,并通过促进损伤部位的再生展现出神经保护作用。
然而,支持其治疗严重 TBI 临床益处的可靠证据仍然有限。需要大规模随机对照试验来确定移植的最佳途径、剂量、时机和细胞类型。另一方面,新兴的无细胞疗法和干细胞支架组合策略为TBI治疗提供了新的方向。
这篇叙述性综述系统地探讨了 TBI 干细胞治疗的最新进展、当前进展和持续挑战。它还强调了整合组织工程和基因改造的创新方法,这可能通过跨学科合作推动 TBI 治疗的变革性进展。