科学家开发通用供体干细胞疗法治疗罕见遗传性神经系统疾病

卡纳万病（海绵状脑白质营养不良）是一种影响婴儿神经系统的罕见遗传性神经系统疾病。身为父母，当自己的宝宝被确诊患有卡纳万病时，对于他们来说这可能就是一次致命的打击。

患病的婴儿在出生时一般外观正常，但通常在 3-6 个月时出现症状，症状包括大头畸形、无法控制头部、肌张力弱导致“软弱无力”，发育迟缓等。大多数患儿往往会出现严重的运动功能障碍、失明、癫痫发作，并会在十岁以前因病死亡。

该疾病目前无法治愈，只能进行相应专科对症治疗。在此之前，研究人员一直没有找到治疗卡纳万病的方法，也没有治愈的希望。

但随着诱导多能干细胞 (iPSC) 技术的出现，治愈卡纳万病的希望来临。

基于干细胞进行基因突变纠正

诱导多能干细胞（iPS细胞或iPSC），源自上皮细胞或血细胞，这些细胞已被重编程为胚胎样多能状态，具有超强的分化能力，能够开发提供目前所需的任何类型人类细胞。同时iPSC 可以用作自体治疗，不会产生免疫反应，也不需要长期服用免疫抑制药物来避免排斥反应。

「iPSC 技术给干细胞生物学带来的巨大潜力着实让我们感到震惊。我们认为，如果能找到一种由具有一种主要细胞效应的单一基因突变引起的疾病，那么我们就有机会通过将iPSC 开发成被突变破坏的细胞类型来纠正这种突变。」史博士表示。

卡纳万病正是iPSC技术的理想模型。

卡纳万病由 ASPA 基因（一种维持大脑白质完整性的关键因素）的单一突变所引起。该基因编码可以合成天冬氨酸酰化酶。这种酶会分解成一种被称作「 N-乙酰天冬氨酸 (NAA)」的氨基酸，随着数量的增加而产生毒性。卡纳万病突变阻碍了 ASPA 的活性，造成 NAA 不断增加，从而导致大脑退化。

由于iPSC很容易在基因层面进行操纵，通过 iPSC 衍生的脑细胞将功能性 ASPA 基因引入卡纳万病患儿体内，以去除大脑中多余的 NAA，或许就能够治愈卡纳万病患儿。

开发“现成”的低免疫原性的干细胞治疗药物

希望之城的科学家已经开发出通用的供体干细胞，有朝一日或许可以为患有致命的卡纳万病的儿童以及患有其他退行性疾病（如阿尔茨海默氏病和多发性硬化症）的人提供救生治疗。这项研究最近发表在《Advanced Science》上。

“希望之城正在采取的通用型干细胞疗法可以很容易地扩展改善癌症患者的生活质量，这些患者由于化疗或放疗的副作用而出现认知障碍或运动功能受损，”Shi Yanhong（中文名：史艳红）博士说。她是霍普城贝克曼研究所神经退行性疾病系主任和赫伯特·霍维茨神经科学教授。她从事这项研究已经12年了。

Shi说，这是第一次将干细胞设计成针对中枢神经系统疾病的细胞治疗的通用供体。这种“现成”的方法可以在三到六个月前为需要细胞治疗的患者提供挽救生命的治疗。

Shi和她的同事将含有功能性天冬氨酸酰化酶（ASPA）基因的健康人类皮肤细胞工程化为诱导多能干细胞（iPSC），然后将iPSC分化为少突胶质祖细胞，少突胶质祖细胞是产生髓鞘的前体细胞，髓鞘是包裹神经纤维的绝缘鞘。像子弹头列车一样，髓鞘促进了沿着神经元轴突的信息的光速传输。

与对照小鼠相比，治疗的卡纳万病动物模型表现出增加的ASPA活性，并且代谢物N-乙酰基-L-天冬氨酸（NAA）在大脑中的毒性积累减少。过多的NAA与运动功能受损，智力缺陷和过早死亡有关。结果，治疗的小鼠表现出髓鞘形成增加和运动功能大大改善。重要的是，通用供体细胞具有低免疫原性能够逃避受体小鼠的免疫攻击。

总之，这项研究为卡纳万病和许多其他退行性疾病提供了一个有希望的治疗候选药物。