帕金森病（PD）是一种神经退行性疾病，其患者会出现中脑多巴胺神经元（mDAN）的特异性丢失，造成严重的运动失调。利用胚胎干细胞或诱导多能干细胞（iPSC）产生的mDAN进行细胞替换是一个潜在的治疗方法，但是目前最大的障碍是移植的mDAN存活率极低。
2023年7月12日，来自美国哈佛医学院的Kwang-Soo Kim研究团队在Nature上发表题为Co-transplantation of autologous Treg cells in a cell therapy for Parkinson’s disease的文章，发现手术创伤本身会导致急性神经炎症、外周免疫细胞浸润和大脑细胞死亡，特别是移植的酪氨酸羟化酶（TH，多巴胺合成过程中的关键酶）+细胞，而共移植自体调控性T（Treg）细胞可以有效改善这一现象，抑制急性神经炎症和免疫细胞浸润，从而保护移植的TH+细胞。
mDNA在移植后快速减少
研究人员首先移植了一名PD患者（C4）的iPSC产生的中脑多巴胺前体细胞（mDAP）到用该患者的自体免疫细胞人源化的小鼠的纹状体中。他们一共移植了约100000个mDAP到小鼠的纹状体中，2周后取样检测移植细胞存活情况，发现无论是在免疫缺陷的NSG小鼠还是在人源化小鼠体内，TH+细胞存活率都低于总移植细胞的1%（或总mDAN的10%），并且与免疫缺陷NSG小鼠相比，人源化小鼠中移植的人类细胞数目更多，他们猜测这可能是由于创伤性脑损伤（TBI）导致的神经炎症引起的人源化的免疫细胞浸润，并且通过免疫组化分析发现人源化巨噬细胞、小胶质细胞、白细胞和T淋巴细胞在移植体附近累积。并且这种移植后细胞死亡现象并不是mDAN特异的，他们检测了GABA能神经元，发现也出现了移植后死亡的现象。
Treg细胞对于手术创伤的影响
接下来他们使用Fischer344大鼠来研究大脑对于手术损伤的反应，当他们将不含任何细胞的培养基注射进入大鼠的纹状体时，发现注射处会引起促炎性细胞因子释放和星形胶质细胞和小胶质细胞激活。在TBI中，初始的炎症细胞浸润之后，Treg细胞也会浸润到损伤区域帮助修复。于是他们猜测共移植自体Treg细胞可能可以帮助减少手术损伤引起的急性神经炎症。实验结果发现，移植自体Treg细胞确实对神经元具有保护作用，可以显著降低促炎性细胞因子的产生和炎症细胞的浸润。
体外实验分析免疫原性
为了进一步研究神经炎症的影响，他们用促炎性细胞因子处理C4-mDAP，发现I类和II类HLA分子都被显著诱导，而T细胞共刺激分子（CD80、CD86和CD40）、免疫检查点分子（PD-L1、PD-L2和CD47）的表达不受影响，免疫原性因子（ZG16和HORMAD1）也未被诱导。接下来他们用C4-mDAP和同种异体的外周血单核细胞（K2-PBMC）共培养，发现T细胞活性被明显诱导，并且会诱导分泌IFNγ，T细胞活性可以被IFNγ进一步加强，C4-mDAP也发生细胞凋亡；而当与自体PBMC（C4-PBMC）共培养时，无论有没有IFNγ，细胞死亡都不会发生。因此，mDAN的死亡不是移植的自体mDAP的免疫原性导致的。
体外实验检测细胞因子对mDAP的影响
接下来他们检测了促炎性细胞因子对C4-mDAP的影响，发现用IFNγ处理后第七天可以检测到caspase-3剪切，伴随着约12%-15%的细胞凋亡，总的细胞数目、TH+细胞数目（减少超过80%）、TH表达水平和TH+神经突长度都显著减小。而当与自体Treg细胞共培养时，IFNγ诱导TH+细胞的凋亡几乎完全得到挽救。
Treg细胞对异种移植物的治疗效果
根据以上结果，他们猜测在细胞治疗过程中进行纹状体内共移植宿主自体Treg细胞可以保护移植的mDAN。他们共移植了C4-mDAP和大鼠自体Treg细胞到6-OHDA损伤的大鼠（模拟PD）纹状体中，发现在没有CsA（环孢霉素A，一种免疫抑制剂）处理时，大鼠的运动表型不会得到改善；而当给大鼠每天注射CsA时，移植C4-mDAP 20周后可以显著改善运动表现，共移植自体Treg细胞可以进一步改善运动表型，免疫细胞浸润和细胞死亡也被明显抑制。
Treg细胞对自体移植物的治疗效果
接下来他们对C4人源化小鼠进行立体定向注射6-OHDA到大脑黑质中得到PD模式小鼠，然后共移植C4-mDAP和C4-Treg细胞到纹状体中，移植后这些小鼠的存活期不超过两个月，这可能是由于移植物抗宿主病（GVHD）。然后他们用免疫缺陷的NSG小鼠，进行单侧6-OHDA损伤，当移植C4-mDAP时20周后运动表型得到改善；当共移植C4-Treg细胞时，16周后运动表型就得到改善。免疫组化结果显示，移植后2周时，移植的细胞数目约为100000，而移植20周后，数目增加到了约673000（无Treg共移植）和401000（有Treg共移植），虽然有Treg细胞共移植条件下的总细胞数目和移植物体积更小，但是总TH+细胞数目更多，神经细胞比总细胞的比例也更高。
总的来说，这项研究揭示了PD的细胞疗法过程中移植的mDAN死亡的原因，并提出了解决方法，即共移植自体Treg细胞，为未来通过细胞疗法治疗PD新的思路和方向。
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