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作者：孙宝谦 邵月娟 王增良
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9 I7 r8 B+ W# k# {9 U9 p 【关键词】神经干细胞& e- O0 u2 v- h' y2 C5 m
神经干细胞在GNS存在被证明，以及分离培养的成功是神经科学研究的一个重要突破。围绕神经干细胞的研究工作正如火如荼，不远的将来会有更大的进展。下面从神经干细胞的存在与分布、基础研究、临床应用几方面做以下文献回顾。- m6 u u' E5 v" l& r/ y
1 神经干细胞的存在与分布8 @: d: h0 g9 C" F$ h$ W' z- c
长期以来，人们一致认为成人中枢神经系统内没有神经干细胞，大脑发育成熟后，神经元不可再生。直到1989年，Temple等 ［1］ 从13d大鼠胚胎脑区取出少量细胞进行单个培养，看到这些细胞可以发育成神经元和神经胶质;1992年，Reynolds等 ［2］ 又从成年鼠纹状体中分离出了可以不断分裂增殖并向神经元和神经胶质细胞两个方向分化的细胞 ［3］ ，自此，成熟神经系统内存在神经干细胞（neuralstem-cell，NSC）的理论被提出，并在以后的大量研究中得到证实。6 L' r V! ]& i( z5 U4 V
干细胞是指具有自我更新能力和多种分化潜能的细胞。神经干细胞是指在中枢神经系统中能够自我复制和具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞等多项分化潜能的神经前体细胞。% h0 F5 o0 h) b/ i; O
在成年哺乳动物的脊髓、海马、纹状体、皮层和室管膜下区等证实存在神经干细胞 ［3］ 。Morshead等 ［4］ 证明，在成年哺乳动物侧脑室的室管膜下区，存在有一个相对静止的干细胞群体，是前脑内新生神经元或胶质细胞的前体细胞的内源性来源;而且经体外分离培养后这些干细胞可以自我更新，分化产生神经元和胶质细胞。Weiss等 ［5］ 的研究表明，成年小鼠胸段脊髓脑室带内也有可以增殖及自我更新的神经干细胞，同时证明在脊髓的腰骶段、第三脑室和第四脑室的脑室带中都存在有神经干细胞，其中侧脑室和腰骶段脊髓的神经干细胞产生的细胞数最多。
/ A1 {- M$ }% u, \4 Y成人中枢神经系统，目前可以确认室管膜下区和海马齿状回的颗粒细胞下层是在成熟神经系统内仍存有神经干细胞的聚集区，2001年由此分离出成人神经干细胞 ［6］ 。
2 W- m8 N, a' N s Q 2 神经干细胞的基础研究
# r9 l8 @; e) ^) d0 M 目前从神经干细胞的生物学特性、体外培养方法的建立，到神经干细胞的分化鉴定、及定向诱导方法等方面的基础研究都取得了可喜成绩，为神经干细胞应用于临床奠定了坚实的理论基础。& W4 R2 m$ _4 W% p
2.1 神经干细胞的生物学特征 自我更新和多向分化潜能是神经干细胞的两大基本特征。神经干细胞的增殖分化受多种因素的影响，如碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）可在胚胎早期干细胞增殖过程中发挥作用，促进其分化为神经元;而表皮生长因子（EGF）可在晚期干细胞增殖过程中发挥作用，促进其分化为星形胶质细胞 ［7］ 。9 x8 Z( @9 f. [! X6 u: Q
神经干细胞在分化过程中受内源性和外源性信号的调节，使其不仅限于向神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞等各类神经系统细胞分化，已有实验证实神经干细胞的分化结局可因环境的特殊而显著不同，甚至可向多个不同的系统跨系分化 ［8］ 。如神经干细胞可以去分化而重新变为有造血潜能的前体细胞，并可产生血细胞。而Clarke等人观察到，与胚状体联合培养的鼠源性神经干细胞能向骨骼肌细胞分化。与之相反，Kopen等发现人类和鼠的骨髓基质细胞在移植入脑内后可以产生星形细胞，并且向前脑和小脑迁移。6 s; g- p* ~8 q6 q% ]- V$ l
2.2 体外培养方法的建立 体外培养神经干细胞的基本方法是在活体动物脑内已经明确有细胞分裂的部位（纹状体、海马、室下区、室管膜下区等）切取部分组织，加入高浓度丝裂原如FGF-2或EGF进行培育，经过一定时间的增殖，获得神经干细胞。
. J9 j. E7 V8 H+ V' ]8 m对神经干细胞的纯化，目前认为免疫磁珠细胞分选法省时、简便、分离纯度高。其原理为利用磁珠表面特异性抗体与神经干细胞抗原结合，在磁场作用下使结合磁珠与其他细胞分离，从而得到神经干细胞 ［9］ 。国内朱诚等用这种方法从胚胎大鼠脑组织得到了纯度为93%～99%的神经干细胞。
7 a/ V8 R z& T1 }3 l! `/ e7 j2.3 神经干细胞的分化鉴定 用于鉴定神经干细胞的特异性标志有胞质内抗原巢素和表面抗原低亲和力生长因子受体，即p75。抗原巢素属神经丝蛋白，仅在胚胎早期的神经上皮表达，是目前鉴定神经干细胞的主要标志。
' w( m. v' y2 h& Z1 f; r2 ^! Q2.4 定向诱导方法 神经干细胞移植同样面临免疫排斥问题，诱导自体干细胞增殖分化可望使其得到解决。Craig等 ［10］ 曾经将EGF注入成年鼠的侧脑室，发现被标记的室管膜下细胞增加17倍，并向临近的皮层、纹状体和透明隔迁移。虽然类似方法应用于人体也还有一段距离，但前景光 明。Lee等发现饮食疗法能影响神经发生，这又为自体干细胞分化诱导提供了另一可能途径。
% U6 R4 R+ k' {7 J% R) I" \ 3 神经干细胞的临床应用
( G& ~5 _9 _7 F成人神经干细胞的临床应用是整个临床神经科学界最为关心的问题。迄今进行的大量动物实验已经证明神经替代和部分重建神经回路是可能的。而神经干细胞移植的效果很大程度上取决于植入的神经干细胞在结构和功能上与宿主神经系统的整合程度。近几年来，神经干细胞移植治疗帕金森病、亨廷顿病、脊髓损伤、缺血性中风、老年性痴呆等神经系统损伤及退行性病变已经积累了大量基础研究成果，并在临床取得了一定进展。2 Y& D/ B' i% }6 P9 H9 L6 k' y! H
3.1 帕金森病 帕金森病是一种病因不明的神经系统退行性疾病，病理学的主要变化是黑质多巴胺神经元变性和消失，表现为典型运动功能失调如僵直、颤抖等。临床主要用左旋多巴进行药物治疗，但只能改善症状不能阻止病情的发展。研究显示，将富有多巴胺神经元的胚胎腹侧中脑移植入去神经的帕金森鼠中，结果移植物中的多巴胺神经元修复了损害引起的功能缺损 ［11］ 。
) c0 o! \- J7 s( u2002年4月在美国芝加哥召开的第70届美国神经外科医师学会年会上，Levesque医师和Neuman博士 ［12］ 报道了1例帕金森病患者接受神经干细胞分化的多巴胺神经元自体移植治疗，术后第3个月在服药的情况下，患者的运动评分改善37%，多巴胺摄取量增加55.6%;术后6个月，患者的神经干细胞数量扩增了几百万。至第12个月患者的帕金森病评分在未服药的情况下改善83%，该研究的一个重要发现是临床症状得到改善。因此，自体神经干细胞移植用于治疗原发性帕金森病具有许多优点，显示出广泛的应用前景。Preed等研究表明，把人胚多巴胺神经元移植到帕金森病病人脑中，能显著改善60岁以下病人的症状，对60岁以上病人症状未见明显改善。
0 \+ Q8 Y& \7 H9 j& p3 P+ ?5 b2 m3.2 亨廷顿病 亨廷顿病是一种遗传性的神经元变性疾病，以皮层和新纹状体最为严重，表现为不自主的肢体舞蹈样运动，伴有进行性精神症状及智能减退。神经干细胞植入大鼠亨廷顿病模型脑内能保护维持运动习惯的能力，受损的运动习性也可重新恢复，表明植入的细胞在体内形成了功能性连接。( x# q5 C# `: z$ l$ Y$ N I! {" X4 M
3.3 脊髓损伤 Mcdona等 ［13］ 给胸髓损伤大鼠分别注入单纯培养基、成年小鼠皮层神经元和胚胎干细胞，2周后发现植入干细胞者后肢恢复部分负重与协调能力，明显优于前二者。组织学表明，移植2周后胚胎干细胞即可从注射点单个或成团分布于整个损伤区域，并分化成少突胶质细胞（约43.6%）、星形胶质细胞（约19.4%）和神经元（约8.5%）。将成人脑神经干细胞植入到脱髓鞘的大鼠脊髓，3周后即发现受伤脊髓重新髓鞘化，电传导也恢复到接近正常。! S& C5 D, f2 G; ?' f
上海华山医院采用自体来源的神经干细胞，通过体外培养，植入颅脑损伤者的受伤部位，患者治疗前出现脑部两侧压抑受损伤的精神症状，认知能力受到影响，治疗后已基本恢复正常神智，并能做织毛衣等细致动作。
* p4 C3 F7 Z8 T) C' Q% j4 展望
$ e2 p9 y& J% h( ~6 I- e0 W+ R总之，神经干细胞在中枢神经系统存在被证明，以及分离培养的成功是神经科学研究的一个重要突破。目前，围绕神经干细胞的研究工作正如火如荼，对神经干细胞的基础研究也取得了显著成果，但是，若将其常规应用于临床仍有许多问题需要解决。如在体外或体内对干细胞的定向诱导分化还没有得到很好解决，不能保证植入的神经干细胞按预想的途径分化，影响了移植的效果;神经干细胞与宿主的整合程度、在体内的存活时间及增殖能力也是影响移植效果的重要因素，相信不远的将来会在这些方面取得突破性进展。
3 U# L$ C& a: ~0 s8 _* r 【参考文献】 }+ P) g$ U7 K
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13 Akiyama Y，Honmou O，KatoT，et al.Transplantation of clonal neu-ral precursor cells from adult human brain establishes functional pe-ripheral myelin in the rat spinal cord.Exp Neurol，2001，167:27.
5 A- B6 ~- r. D d 作者单位:300150天津中医学院第二附属医院神经外科
3 q g6 t0 X6 r/ Y( L: H% N（编辑:悦 铭） |
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发表于 2009-3-3 12:20
发表于 2015-7-14 12:10
