脳卒中におけるミトコンドリア修復のための薬物様生物学的製剤としての幹細胞

Stem Cells as Drug-like Biologics for Mitochondrial Repair in Stroke.

• Jeffrey Farooq
• You Jeong Park
• Justin Cho
• Madeline Saft
• Nadia Sadanandan
• Blaise Cozene
• Cesar V Borlongan

抄録

脳卒中は、脳への血流が途絶えた後、広範囲に及ぶ細胞死を特徴とする壊滅的な状態である。神経細胞の再生能力が低いために、実質的な回復が制限され、障害の後遺症が長期化する。現在の治療法は限られており、脳卒中によって引き起こされる根本的なミトコンドリア機能障害には十分に対応していない。急性脳虚血に起因するこれらの同じミトコンドリア障害は網膜虚血にも存在する。いずれの場合も、細胞の生存には十分なミトコンドリア活性が必要であり、アストロサイトはミトコンドリアを損傷組織に移して救出することはできるが、損傷組織を完全に修復する能力はない。したがって、今後の治療戦略のターゲットとして、このミトコンドリア移動経路の研究が不可欠である。このレビューでは、脳卒中におけるミトコンドリア修復に関連する現在の文献を、健康なミトコンドリアの供給源としての幹細胞に重点を置いて検討する。幹細胞は、非ミトコンドリアメカニズムを介して脳卒中誘発損傷を緩和する能力が十分に確立されているため、この文脈で研究するには説得力のある細胞タイプである。そこで本研究では、脳梗塞や網膜虚血の治療におけるミトコンドリアに基づくメカニズムに関連する最新の前臨床研究に焦点を当て、どの幹細胞がこの目的に理想的に適しているのかを検討する。

Stroke is a devastating condition characterized by widespread cell death after disruption of blood flow to the brain. The poor regenerative capacity of neural cells limits substantial recovery and prolongs disruptive sequelae. Current therapeutic options are limited and do not adequately address the underlying mitochondrial dysfunction caused by the stroke. These same mitochondrial impairments that result from acute cerebral ischemia are also present in retinal ischemia. In both cases, sufficient mitochondrial activity is necessary for cell survival, and while astrocytes are able to transfer mitochondria to damaged tissues to rescue them, they do not have the capacity to completely repair damaged tissues. Therefore, it is essential to investigate this mitochondrial transfer pathway as a target of future therapeutic strategies. In this review, we examine the current literature pertinent to mitochondrial repair in stroke, with an emphasis on stem cells as a source of healthy mitochondria. Stem cells are a compelling cell type to study in this context, as their ability to mitigate stroke-induced damage through non-mitochondrial mechanisms is well established. Thus, we will focus on the latest preclinical research relevant to mitochondria-based mechanisms in the treatment of cerebral and retinal ischemia and consider which stem cells are ideally suited for this purpose.