人類幹細胞移植治療豬腦創傷

摘要

顱腦外傷是頭部受到外力導致的傷害，可能使患者出現認知、感覺與運動功能障礙，由於受損腦組織自行恢復能力有限，本研究希望利用人類神經齒源幹細胞，及血液內皮前驅細胞共同培養的細胞層片，評估是否能促進腦組織修復。研究方法以迷你豬為大型動物模型，在右側大腦製造深淺的腦組織創傷，並將細胞層片覆蓋於腦創傷的表面。研究人員在術後量測第 7 天與第 28 天的大腦切片組織缺損範圍，採取腦組織進行切片染色分析。

壹、研究動機

顱腦外傷是頭部受到撞擊、跌落或其他外力造成的傷害，腦部受傷後，患者可能會有認知、感覺與運動障礙的問題，而且腦創傷往往難以完全恢復（Celina Pajak et al., 2022）。因此，如何促進腦組織再生及恢復腦神經功能為神經科學的難關。

過去使用以大鼠為實驗對象，發現移植到大鼠腦創傷處的神經幹細胞株與血管內皮細胞，腦組織再生及神經功能的恢復。但因囓齒類動物的大腦為無腦迴結構，所以創傷衝擊後的力量分布均勻，使其模型不適用於推斷人類大腦。豬的顱骨結構比大鼠更相似於人類（I Putnova et al., 2012），所以，豬可作為較適合的大型動物模型。

因腦細胞取得不易，因此本研究開發了神經齒源幹細胞及血管內皮細胞。神經齒源幹細胞是來自於牙齒的相關組織（Mohammed E Grawish et al., 2024），因無先前細胞株的致癌基因，可避免取用大腦細胞的困難性，而血管內皮細胞可促進新生血管希望促進腦組織再生及恢復腦神經功能（Eric Raborn et al., 2012）。

貳、研究目的

本研究的目的為利用人類神經齒源幹細胞，及血管內皮前驅細胞共同培養的細胞層片，覆蓋於受損大腦表面，評估是否能腦組織再生、新生血管，比較術後第 7 天和第 28 天腦組織恢復情形。

參、研究方法

本實驗預計準備 6 隻迷你豬，實驗開始前，會進行豬隻全身麻醉，手術過程中會觀察心跳、呼吸、麻醉程度。在豬顱骨右側，鑽一個直徑 15 mm 的孔，露出硬腦膜進行撞擊造成腦創傷。使用棒狀金屬物，在腦的表面上方垂直高度 30 cm 和 80 cm 打入，產生淺傷和深傷的腦組織創傷，移植齒源幹細胞和血液內皮前驅細胞幹細胞層片覆蓋於大腦創傷處表面，再蓋回顱骨，並縫合頭皮。

6 隻迷你豬分成未移植的對照組，以及接受移植細胞層片的實驗組，在術後第 7 天和第 28 天量測大腦切片組織缺損的面積，以及採取腦組織提供切片染色分析。

肆、預期研究結果

本研究預期接受移植細胞層片的實驗組的大腦切片組織缺損的面積可能小於未移植組。

透過第 7 天與第 28 天量測大腦切片組織缺損的面積，可了解細胞層片不同修復階段可能產生的作用。

預期觀察到腦組織再生及神經功能的恢復，可以運用在受損腦部組織的重建。

伍、參考文獻