神經(jīng)干細(xì)胞及其應(yīng)用探究新進(jìn)展

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1、神經(jīng)干細(xì)胞及其應(yīng)用探究新進(jìn)展關(guān)鍵詞：神經(jīng)干細(xì)胞；細(xì)胞移植；增殖；分化；細(xì)胞替代療法；基因治療中圖分類號(hào)：R329.2　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A　文章編號(hào)：1672―4208(2011)02―0041―02神經(jīng)干細(xì)胞(neuralstemcells，NSCs)不僅存在于所有哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育期的腦內(nèi)，而且在其成年之后也有，這已為神經(jīng)科學(xué)界所普遍接受。神經(jīng)干細(xì)胞由于具有自我更新和多向分化潛能，使神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的細(xì)胞替代治療成為可能。神經(jīng)干細(xì)胞的分離、成功培養(yǎng)，不僅對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育成熟后不可再生的理論提出挑戰(zhàn)，而且通過(guò)基因工程修飾技術(shù)，神經(jīng)干細(xì)胞可以作為載體用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基因治療。1　神經(jīng)干細(xì)胞的分布

2、大量研究表明成年哺乳動(dòng)物的腦室下區(qū)、海馬、紋狀體、大腦皮質(zhì)等區(qū)域均有NSCs存在，其中側(cè)腦室壁的腦室下層(subventricularzone，SVZ)和海馬齒狀回的顆粒下層(subgranular6zone，SGZ)是神經(jīng)干細(xì)胞的兩個(gè)主要腦區(qū)。另外，研究者們還在成年哺乳動(dòng)物腦內(nèi)的其他部位發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)干細(xì)胞的存在，例如在黑質(zhì)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了新生的多巴胺能神經(jīng)元。成年哺乳動(dòng)物腦內(nèi)廣泛存在著神經(jīng)干細(xì)胞，正常情況下，這些細(xì)胞大部分處于休眠狀態(tài)，在腦損傷時(shí)這些細(xì)胞能被激活，發(fā)生增殖、遷移并分化，參與損傷后神經(jīng)結(jié)構(gòu)重建和功能恢復(fù)。2　神經(jīng)干細(xì)胞的生物學(xué)特性6神經(jīng)干細(xì)胞是指具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠

3、質(zhì)細(xì)胞的能力，能自我更新，并足以提供大量腦組織細(xì)胞。其生物學(xué)特性主要有以下幾點(diǎn)：(1)多向分化潛能：可分化構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)3種主要細(xì)胞，即神經(jīng)元細(xì)胞、星型膠質(zhì)細(xì)胞及少突膠質(zhì)細(xì)胞。(2)自我更新：神經(jīng)干細(xì)胞具有高度增殖和自我更新能力，通過(guò)對(duì)稱性或非對(duì)稱性分裂產(chǎn)生新NSCs，以此來(lái)維持干細(xì)胞庫(kù)的穩(wěn)定。(3)轉(zhuǎn)分化性：即在適宜環(huán)境下成體神經(jīng)干細(xì)胞可以產(chǎn)生其他組織分化的細(xì)胞類型，如骨髓基質(zhì)干細(xì)胞不僅可分化為中胚層的間質(zhì)組織，還保持有內(nèi)外胚層組織的分化潛能。(4)遷移能力：在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中，NSC沿著發(fā)育索方向遷移。移植后的NSC受病變部位神經(jīng)源性信號(hào)的影響，也具有向病變部位遷移的趨化性，并分化成特

4、異性細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞的這種遷移能力為腦腫瘤基因治療提供了較為理想的載體。(5)低免疫原性：神經(jīng)干細(xì)胞是未分化的原始細(xì)胞，呈巢蛋白(nestin)陽(yáng)性，缺乏已分化細(xì)胞的抗原標(biāo)志，不表達(dá)成熟細(xì)胞的抗原，具有低免疫原性，在移植后較少發(fā)生異體排斥反應(yīng)，利于其存活。(6)對(duì)損傷和疾病具有反應(yīng)能力：損傷或疾病能刺激NSC的增殖分化。3　神經(jīng)干細(xì)胞在細(xì)胞療法中的多功能應(yīng)用神經(jīng)干細(xì)胞可以誘導(dǎo)分化成各種神經(jīng)組織，這種潛能使得神經(jīng)干細(xì)胞被廣泛用于神經(jīng)系統(tǒng)的再生治療。另外，神經(jīng)干細(xì)胞的生物學(xué)特性甚至可以使它成為各種治療工具，包括在損傷或炎癥反應(yīng)部位定殖，并為剩余的健康組織提供營(yíng)養(yǎng)。63.1　細(xì)胞替代治療中外源性

5、NSCs的使用　NSCs可以用來(lái)代替因?yàn)閾p傷或神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變而缺失的組織。理想的是重建組織適宜的結(jié)構(gòu)并整合人周圍組織；重要的是在這種治療方案中，幾種細(xì)胞類型需替代。在移植入成年嚙齒動(dòng)物腦內(nèi)前，首先需從人胚胎干細(xì)胞?；蛱耗X內(nèi)分離出NSCs，并在體外誘導(dǎo)分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。值得注意的是NSCs整合入室管下區(qū)的微環(huán)境，促成嗅球的神經(jīng)發(fā)生。在海馬，移植的神經(jīng)祖細(xì)胞分化為特定區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞亞型，并功能性整合入周圍的環(huán)路。NSCs移植入疾病或損傷的嚙齒動(dòng)物模型中取得了預(yù)期的效果。移植入的存活的NSCs首先遷移到病變部位并分化。成年鼠的NSCs移植入多發(fā)性硬化大鼠模型后可觀察

6、到少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞、宿主和移植來(lái)源的成熟細(xì)胞數(shù)量增加，病情明顯好轉(zhuǎn)。在大鼠腦梗死模型中，移植的NSCs遷移到損傷部位并大部分分化為神經(jīng)元。在腦出血模型中，由靜脈移植的NSCs在損傷部位分化成神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞，并引起了功能的恢復(fù)。將富有多巴胺神經(jīng)元的胚胎腹側(cè)中腦移植入去神經(jīng)的帕金森鼠中，結(jié)果移植物中的多巴胺神經(jīng)元修復(fù)了損害引起的功能缺損。神經(jīng)干細(xì)胞植入大鼠亨廷頓病模型腦內(nèi)能保護(hù)維持運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的能力，受損的運(yùn)動(dòng)習(xí)性也可重新恢復(fù)，表明植入的細(xì)胞在體內(nèi)形成了功能性連接。Mcdona等給胸髓損傷大鼠分別注入單純培養(yǎng)基、成年小鼠皮層神經(jīng)元和胚胎干細(xì)胞，2周后發(fā)現(xiàn)植入干細(xì)胞者后肢恢復(fù)部分負(fù)重與協(xié)調(diào)能

7、力，明顯優(yōu)于前二者。田增明等報(bào)道了人胚胎神經(jīng)干細(xì)胞治療21例小腦萎縮患者，發(fā)現(xiàn)移植后臨床癥狀有改善。這些研究為神經(jīng)干細(xì)胞治療神經(jīng)系統(tǒng)損傷和退行性疾病奠定了基礎(chǔ)和廣闊的前景。63.2　腦損傷激發(fā)內(nèi)源性NSCs　近年研究表明多種神經(jīng)系統(tǒng)損傷均可激發(fā)內(nèi)源性神經(jīng)細(xì)胞再生。追蹤巢蛋白陽(yáng)性的神經(jīng)祖細(xì)胞定殖在成年脊髓損傷區(qū)，可以觀察到這種祖細(xì)胞擴(kuò)增并在損傷區(qū)分化為神經(jīng)元；在脊髓擠壓傷、局灶性腦缺血中，在有正常神經(jīng)發(fā)生的大腦皮質(zhì)和海馬可