熱中風是一種體溫過高並伴有全身性發炎反應，且會導致多器官功能
障礙症候群而且是以腦病變為主的一種疾病(5)。 發病後儘管給予適當的降 低體溫和積極的治療，致命率仍相當的高，即使倖存下來也可能會造成永 久性的神經損傷 (4)。目前用於治療熱中風的方法是全身降溫(5)。而此疾病的 嚴重程度取決於熱療的程度和持續時間(59)。 然而，熱中風在充分的身體冷 卻後，往往引起致命的危險(60)。 儘管整個身體冷卻到正常體溫，有25％的 熱中風病人組織損傷仍不斷發展(61)。 正常志願者可以被動地忍受核心溫度 上升至約42 ºC，且沒有或很少組織損傷(62)。 事實上，在目前的研究顯示，
誘導高溫後，在全身冷卻的情況下以hUCBCs 治療，可顯著防止熱中風綜 合症的發生(63)。因此，組織缺血、缺氧是熱中風的主要致命原因(57)。由附 錄1 熱暴露的生理機制可看到，當熱壓力產生時，全身的代謝率會提升，
體心溫度、心輸出量及皮膚的血流量也會上升，此時為了散熱，則會大量 出汗，若尚在可補償階段，對於生理的反應都是可逆的。當熱療產生，熱 壓力不斷的增加或長時間暴露下，大量出汗會造成脫水，中心靜脈壓顯著 下降，Tco隨暴露時間增加而不斷上升，引發全身性的發炎反應及腸道通透 性增加，造成內毒素血症、循環衰竭、組織缺血缺氧、血腦障壁(BBB)崩解、
全腦病變、多重器官功能衰竭，最終熱中風而死亡。
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在陳勝咸醫學博士的系列性研究中，將大鼠誘導熱中風後給予臍帶血 細胞 5X106單劑量治療，可有效改善熱中風過後的全身性發炎反應、增加 存活時間、以及降低下視丘神經細胞凋亡(51,57)。且預防性的植入臍帶血細 胞後 24 小時再誘發熱中風，對於腦神經也有保護的功效(53)，但若是將 PBMCs (Peripheral blood mononuclear cell) 先行輸注，則無任何保護效應的 發現，作者將這兩者間差異歸因於 PBMCs 缺乏多潛能性的幹細胞所致(64)。 所以相較於週邊血單核球細胞，臍帶血細胞在潛能上還是比較高的。而有 學者發現無論以骨髓細胞或 hUCBCs 經周邊給予均可改善中風後大鼠的行
為表現(65,66) 。此外，於先前學者所發表的文獻來看，熱中風大鼠的大腦會
造成缺血、血腦障壁(BBB)的崩解破壞及血管腫脹等(67,68)。誘發熱中風後的 大鼠，經 hUCBCs 治療後，藉由免疫螢光顯微鏡及抗人類核抗體去偵測大 鼠腦區，在其各個腦區均可大量發現人類的細胞分佈(64) 。在我們的實驗 中，也因著熱中風大鼠 BBB 的崩解，使 hUCBCs 得以進入大腦的缺血區 域進行修復。 由圖 2 可發現，熱中風過後大鼠的下視丘區域顯著受到破 壞。顯然地如細胞腫脹、組織間的水腫、細胞壞死，發炎中的細胞等病理 性變化，均可在熱中風後發現(69,70)。hUCBCs 在熱中風的神經保護特點，以 下視丘切片經 H&E stain 後，根據改良過的 Pulsinelli et al.發表的分級系統(58) 於細胞的皺縮及型態來判定神經細胞的損傷。發現在細胞治療組皆使下視 丘神經細胞有受保護的現象，連續治療組保護效果最佳。在圖 3-1、3-2 的
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免疫螢光染色也可發現，熱中風會造成大量的下視丘細胞凋亡，經靜脈輸 注細胞治療後，有顯著減少凋亡的現象，也尤以連續性治療最佳，這有可 能是因為分劑植入，使細胞治療的效率提高。
而經由靜脈血管植入hUCBCs 的方式，乃是透過幹細胞的尋家效應 (Homing effect)，缺血缺氧區域的組織會釋出細胞激素HIF-1 ( Hypoxia inducible factor-1 ) 與SDF-1( Stromal derived factor-1 ) ，誘使幹細胞上的G蛋 白膜受體CXCR4+受到吸引，而誘使這些細胞走向該地區(71-73)。根據很多的實 驗證據以及本實驗室的系列性研究顯示，hUCBCs 移植在多種神經變性疾 病如中風、外傷性腦損傷、脊椎損傷及血液疾病均被視為一種很有希望的 新療法。特別是由靜脈輸注hUCBCs治療這些疾病時，會經由這些細胞分泌 一些神經營養因子、修復因子，進而調控發炎，使血管得以新生，促使組 織細胞再生，且降低心肌細胞的凋亡與促進再生，此現象稱之為旁分泌效 應(Paracrine effect)。
在本實驗中證實了hUCBCs 能在熱中風大鼠形成神經保護效應。而且 幹細胞具有天生的神經保護能力也已被Teng et al.所發表且引起大量的回響
(74)。而由本次研究結果可看到，(C)HS+H+S, (D)HS+H2, (E)HS+H1組的存活 時間顯著大於(B)HS+S2組，代表臍帶血細胞用於治療熱中風後大鼠能有效 延長存活時間，而以(D)HS+H2組，連續性植入的效果最好，存活時間最長 (表1)。由連續監測生理參數圖(圖1)也可發現，除(A)常溫控制組外，其他組
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別均在成功誘導熱中風後給予治療，在植入細胞組(C)~(E)，雖然Tco沒有顯 著立即回複到趨於正常值，但在HR及MAP的部分細胞治療(C)~(E)組下降的 速率顯著比(B)組來的慢，因此，細胞的植入是可以降低循環性休克的症狀。
而由病理生理途徑來看(附錄 2)，當身體感受到熱療時，肌肉系統會 釋出 IL-1、IL-6 到血流中，腸道系統則會釋出內毒素到血流中，此時全身 的血液腫瘤壞死因子-α (TNF-α)指數增加，Monocyte 也會釋出 IL-10，此 時就會造成全身性的發炎反應，血管內皮細胞也會受到破壞，而釋出細胞 黏著因子如 ICAM-1 等，Monocyte 也可能會促使 tissue factor 釋出凝血酶，
造成血管內瀰漫性凝血(Disseminated intravascular coagulation, DIC)，而使 得組織器官缺血、缺氧，進而產生致命性的多重器官功能障礙/衰竭。
血清中的 TNF-α 和 ICAM-1 水平可視為全身炎症反應的標誌，因為他
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們間接地反映，在各個器官全身的 TNF-α 和 ICAM-1 的產量(75)。在大鼠 和家兔的研究也顯示，熱中風引起全身和腦產生 TNF-α 和 IL-1β(6,76)。 這 些炎性細胞因子在血液中水平的增加是與熱中風的嚴重性相關。研究證據 還顯示，IL-10 在急性和慢性發炎性疾病，可能有治療潛力。例如，在 IL-10 基因剔除小鼠的實驗性敗血症動物模式，炎性疾病的可能性增加(77)及死亡 率較高(78)。 在目前的研究，也發現在熱中風期間，給藥 hUCBCs 可增加 IL-10 血清濃度和降低 TNF-α 以及使存活時間延長(57)。所以在本研究，我 們也做了血清的 ELISA 分析(圖 4-1,4-2)，結果顯示，HS+S2 組的 TNF-α 量顯著增加，而細胞治療 HS+H+S 組則有下降趨勢，尤其在連續治療組又 降得更低；IL-10 則反之，這顯示了 hUCBCs 確實有降低發炎反應的功能，
且在連續治療組效果更佳。
綜合以上結果及先前的研究，我在此次的實驗也應證了 hUCBCs 確實 是治療熱傷害的有利策略，尤其在連續治療組的結果更是顯著。
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