假肥大(Duchenne)型肌營養不良癥(DMD)是一種以骨骼肌進行性變性、壞死為主要病理特征的致死性的X-連鎖隱性遺傳性肌肉疾病,其病因是編碼骨骼肌膜上抗肌萎縮蛋白的基因突變或缺失。DMD迄今尚無有效治療辦法,尋找有效的治療方法一直是神經病學界研究的熱點話題。    干細胞攜帶人體正常的基因組,具有成肌分化潛能,引起了研究者們探索肌肉和非肌肉來源成體干細胞移植治療DMD的興趣。其中骨髓間充質干細胞是較理想的組織工程種子細胞。   

    1998年,Ferrari等將帶有β-gal遺傳標記的C57/MlacZ轉基因鼠的骨髓細胞通過脛前肌和尾靜脈注射到放療后免疫缺陷的Scid/bg鼠體內。2周和6周后的免疫組化染色顯示,實驗鼠的脛前肌含有β-gal陽性的細胞核。這說明骨髓源性生肌前體細胞(祖細胞)在體內肌肉再生微環境條件下可以遷移到病變部位,定向分化為肌細胞,融合并參與了肌纖維的修復與再生過程。   

    1999年,Gussoni等將正常雄性C57BL鼠的全骨髓細胞、骨髓造血干細胞及一種肌肉來源的干細胞(SP細胞)分別注入9只放療后的6~8周雌性DMD模型鼠(mdX鼠),5周后在脛前肌纖維檢測到抗肌萎縮蛋白表達,但少于1%,12周后達到10%;同時檢測到約10%~30%表達抗肌萎縮蛋白的肌細胞具有Y染色體遺傳標記的供體細胞核,提示骨髓干細胞可通過血液循環這一全身性途徑趨向病變肌肉組織,并定向分化為有抗肌萎縮蛋白表達的肌細胞。    同年,Bittner等的研究表明,骨髓來源的干細胞不僅能修復骨骼肌損傷,還能誘導心肌的再生,這預示著有希望解決心肌與呼吸肌的損害,這對伴有心肌與呼吸肌損害的DMD治療具有重要意義。   

    2002年,Ferrari等將正常C57BL/6J鼠的骨髓細胞靜注到mdX模型鼠中,在肌組織中檢測到<1%的抗肌萎縮蛋白陽性率。他們的研究為骨髓干細胞移植治療DMD建立了較為理想的技術平臺。   

     2002年,Gussoni報告1例12歲男性DMD患兒因嚴重X連鎖免疫缺陷綜合征在1歲時接受同種異基因骨髓移植,12歲時經肌肉活檢發現患者的少量肌纖維(0.5%~0.9%)存在供者的細胞核,這提示外源性的骨髓移植可融合入宿主骨骼肌細胞,并可至少持續存在11年。    我國中山大學附屬第一醫院張成等將正常雄性C57BL鼠的骨髓細胞在體外簡單分離成懸浮的造血干細胞與貼壁的基質細胞,加上未分離的全骨髓細胞,以此3種細胞成分經鼠尾靜脈分別移植入mdx鼠,發現骨髓干細胞在移植后24小時內便有部分定居在骨骼肌,且隨著時間的延長,經核素標記的移植細胞在mdx鼠骨骼肌的特異性分布指數明顯高于正常C57鼠,提示病損肌組織及其微環境對骨髓干細胞可能有特異性趨化作用。此外,移植后2~8個月動物的肌活檢可檢測到抗肌萎縮蛋白,且有免疫病理、肌電生理、運動功能等指標的改善,移植組小鼠生存期也長于對照組。   

    在動物實驗支持的基礎上,他們還對1例抗肌萎縮蛋白基因19號外顯子缺失的DMD患者進行了臍血干細胞移植。術后60天,患者外周血基因分析顯示轉變為正常基因型,移植后75天肌肉活檢可見新生肌管形成,抗肌萎縮蛋白免疫組化呈弱陽性。DNA分析發現,供者DNA占1%~13%。移植后126天,肌肉活檢抗肌萎縮蛋白免疫組化檢測顯示陽性肌纖維明顯增多,供者DNA上升至2.5%~25%。患兒血清肌酸激酶從移植前5735 U/L降至274 U/L,患者肌力略有改善,這對DMD治療具有重大意義。    異體干細胞移植風險很大,據統計,歐洲非血緣關系人類白細胞抗原(HLA)全相合的臍血干細胞移植后2年生存率僅為69%,主要死因是移植后感染和排斥反應。解決免疫排斥問題,提高干細胞體內定向分化為肌肉細胞的比率,將是DMD干細胞治療研究方向。