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一项发表在《自然-通讯》上的新研究表明，人类胶质祖细胞是一种有前景且安全的细胞产品，可用于移植。该研究还定义了培养皿中以及移植到小鼠大脑（发育中或脱髓鞘后）的人类胶质细胞的转录和表观遗传特征。研究人员首次绘制了人类胶质细胞成熟（从胶质祖细胞到少突胶质细胞和星形胶质细胞）的完整分子图谱。在脱髓鞘小鼠模型中，移植的人类胶质祖细胞分化为成熟、具有功能的少突胶质细胞，并成功使轴突重新髓鞘化。这些发现为针对多发性硬化症、脑白质营养不良和脊髓损伤的细胞治疗首次人体临床试验奠定了基础。

髓鞘修复的再生医学

在多发性硬化症、脑白质营养不良（如佩-梅病）和脊髓损伤中，髓鞘（包裹轴突的绝缘层）因炎症或遗传原因受损，导致神经信号传导受阻、轴突变性和残疾。目前尚无能够实现髓鞘修复的疾病修饰疗法；现有治疗主要针对免疫系统（多发性硬化症）或支持治疗（脑白质营养不良）。细胞疗法（移植胶质祖细胞或少突胶质细胞前体细胞）已在动物模型中显示出髓鞘修复的潜力，但在人类中仍未得到验证。

胶质祖细胞的发育

胶质祖细胞是中枢神经系统中的多能干细胞，可以分化为少突胶质细胞（形成髓鞘）和星形胶质细胞（支持血脑屏障、维持稳态）。它们最初在胚胎期出现于大脑室下区和海马，持续存在于成人大脑的神经生发龛位中。多发性硬化症、脑白质营养不良和脊髓损伤患者的内源性胶质祖细胞无法实现髓鞘再生，因此需要外源性细胞移植。

研究方法

细胞来源：人类胶质祖细胞从胎儿脑组织（妊娠15-20周）中分离，或从人类诱导多能干细胞（iPSC）分化而来。

体外分化：在特定的生长因子（PDGF-AA、bFGF、IGF-1、T3、CNTF）存在下，将人类胶质祖细胞在培养皿中培养长达6-12个月，以追踪其向少突胶质细胞或星形胶质细胞的分化过程。

体内移植：将人类胶质祖细胞移植到新生（出生后第1-3天）或成年免疫缺陷小鼠中（以预防免疫排斥）。分析包括：评估细胞存活率（通过人特异性细胞核抗体（STEM121）或人特异性细胞质抗体（STEM123）的免疫组化检测）、评估细胞分化（少突胶质细胞标志物：OLIG2、SOX10、CNPase、MOG）、以及髓鞘形成（通过电子显微镜评估髓鞘厚度和g-ratio（轴突直径/髓鞘外径））。

核心发现

1. 绘制体外胶质细胞成熟的转录组和表观遗传学图谱

RNA测序研究显示，在体外分化过程中，少突胶质细胞谱系基因（OLIG2、SOX10、CNPase、MOG、MBP）的表达呈时间依赖性上调，而胶质祖细胞标志物（NG2、PDGFRA）的表达则逐渐下调。ATAC测序显示，少突胶质细胞基因的染色质可及性增加，而胶质祖细胞基因的染色质可及性则逐渐关闭。

2. 人类胶质祖细胞在体内安全整合且无肿瘤形成

移植后6-12个月，在免疫缺陷小鼠的大脑中发现了大量（>70-80%）存活的人类细胞，且在体感皮质、胼胝体、纹状体等多个脑区均有分布。供体来源的细胞中没有检测到肿瘤形成的证据（即无畸胎瘤、无胶质母细胞瘤样病变），也未检测到异种移植物抗宿主病（如体重减轻、竖毛、腹泻）。

3. 移植的胶质祖细胞分化为成熟的少突胶质细胞并形成髓鞘

在发育中的小鼠大脑中（新生儿移植），移植物来源的细胞分化为少突胶质细胞（表达CNPase、MOG），并围绕宿主轴突形成髓鞘（通过电子显微镜显示致密髓鞘板层）。在脱髓鞘小鼠模型（cuprizone诱导、溶血卵磷脂注射）中，移植的人类胶质祖细胞迁移至脱髓鞘病灶，分化为少突胶质细胞，并成功使裸露的轴突重新髓鞘化。与安慰剂对照组相比，移植物治疗组的g-ratio（轴突直径/髓鞘外径）接近正常水平（0.7-0.8），而安慰剂组则升高（>0.9）。

机制

该研究遵循了细胞疗法标准流程：从人类供体（胎儿或诱导多能干细胞）获取胶质祖细胞，进行扩增和质量控制（无菌、支原体、内毒素检测），将其移植到宿主体内，期望它们能够整合到宿主脑实质中，并沿着白质束迁移，同时分化为成熟的少突胶质细胞。最终，这些细胞需要生成新的髓鞘，包裹裸露的轴突，从而恢复神经冲动传导并改善功能。

临床意义

1. 多发性硬化症患者的细胞治疗

对于原发进展型多发性硬化症或继发进展型多发性硬化症（非活动性炎症）患者，其内源性髓鞘再生能力耗竭。通过立体定向或脑室内注射（腰椎穿刺）给予异体人类胶质祖细胞，有望实现髓鞘修复。

2. 先天性脑白质营养不良（如佩-梅病）

由于PLP1基因突变导致髓鞘形成缺陷的患儿，在出生后早期（<6个月）接受人类胶质祖细胞移植，可能作为一种“细胞替代疗法”，替代功能失调的少突胶质细胞。这项研究为此类患儿的首次人体试验提供了必要的临床前数据支持。

3. 脊髓损伤

在亚急性/慢性脊髓损伤患者中，可将人类胶质祖细胞移植到损伤灶附近，以期部分恢复脱髓鞘轴突的传导功能，作为康复治疗的辅助手段。

局限性与未来方向

局限：

• 人源细胞仅存在于免疫缺陷小鼠中：这项研究是在缺少T细胞、B细胞和自然杀伤细胞的免疫缺陷小鼠（NSG、NOG）中进行的。如果是免疫系统健全的个体，则必须配合使用免疫抑制剂（如霉酚酸酯、他克莫司）等方案来避免细胞排斥反应。

• 递送手段和存活率：立体定向注射后，仅有10-30% 的细胞能长期存活。因此，细胞移植的实际剂量可能需要远远高于预期目标值（例如，移植1亿个细胞，最终仅存活1000万个）。

• 成人大脑的挑战：在慢性脱髓鞘病变中，致密的星形胶质细胞瘢痕（硫酸软骨素蛋白聚糖）会形成物理屏障，阻碍移植物细胞的迁移和分化。

未来方向：

1. 多发性硬化症的首次人体I期试验：在进展型多发性硬化症患者中开展一项开放标签、剂量递增的安全性试验，将人类胶质祖细胞通过脑室内注射或鞘内注射进行移植。主要结局指标包括不良事件、供体细胞存活情况以及磁共振成像髓鞘水分数（MWF）的变化。

2. 免疫调节联合治疗：将人类胶质祖细胞移植与免疫抑制方案（霉酚酸酯+他克莫司）或抗硫酸软骨素蛋白聚糖酶（软骨素酶ABC）联合应用，以增强移植细胞的存活与整合。

3. 细胞工程改造：利用CRISPR-Cas9技术对人类胶质祖细胞进行基因工程改造，使其过表达CXCR4（趋化因子受体）以增强其向脱髓鞘病灶的定向迁移能力。

结论

这项发表在《自然-通讯》上的研究为人类胶质祖细胞用于髓鞘修复的细胞治疗首次人体临床试验提供了关键的临床前数据。 研究者系统地绘制了人类胶质祖细胞在体外分化以及移植到小鼠大脑后的转录组和表观遗传学图谱。在脱髓鞘小鼠模型中，移植的人类胶质祖细胞能够分化为成熟的少突胶质细胞，形成致密的髓鞘并包裹裸露的轴突。重要的是，移植物来源的细胞在长达12个月的观察期内没有形成肿瘤。这些研究成果共同为支持将人类胶质祖细胞应用于多发性硬化症、脑白质营养不良和脊髓损伤等疾病的治疗，以及申请首次人体临床试验，提供了全面的科学依据。