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神经干细胞在修复脊髓损伤中的应用

神经干细胞在修复脊髓损伤中的应用 来源:局解手术学杂志 作者:纪家武,王玮 2007-12-19 摘要: Application of neural stem cells in repair of spinal cord injuryJI Jia-wu, WANG Wei [关键词]神经干细胞。移植。脊髓损伤 成年中枢神经系统损伤后其自身的修复能力是有限的,死亡的神经元不能由中枢神经系统自身产生新的神经元或邻近的神经元来替换。然而,近年来神经干细胞(neural stem cells ,NSCs) 的研究已改...... 专题推荐: 临床快报 药市动态 违法广告 医保动态 药品价格 流感疫情 保健常识 妇科课堂 医改动态 Application of neural stem cells in repair of spinal cord injury   JI Jia-wu, WANG Wei     [关键词]神经干细胞;移植;脊髓损伤   成年中枢神经系统损伤后其自身的修复能力是有限的,死亡的神经元不能由中枢神经系统自身产生新的神经元或邻近的神经元来替换然而,近年来神经干细胞(neural stem cells ,NSCs) 的研究已改变了些观点,现已发现中枢神经系统的些区域终生存在产生新神经元的能力,通过移植神经干细胞来修复损伤的神经系统是有可能的。本文就神经干细胞的特性及其在修复脊髓损伤方面的作用作一简述。   1 脊髓损伤研究现状   20世纪80年代初Agurayo等的实验证实中枢神经纤维可以再生,使人们纠正了中枢神经不能再生和恢复功能性突触回路观点[1]。随后,人们逐渐认识到中枢神经系统再生能力有限主要是因局部微环境不适宜。脊髓损伤后影响局部微环境的因素包括:①原发损伤。造成受损处传导束中断及批神经细胞死亡,同时血-脊髓屏障破坏引起脊髓内环境失衡,如细胞内外离子浓度改变等;②二次损伤。如由自由基等细胞毒性物质造成的缺血再灌注损伤,细胞外兴奋性氨基酸神经递质异常增高引起的神经细胞毒作用等[2];③抑制性分子的影响。发育成熟的脊髓在损伤后表达的主要是一些维持中枢神经系统稳定的分子,这些分子并不利于轴突的再生。少突胶质细胞至少表达两抑制轴突再生的蛋白质:髓磷脂相关糖蛋白和Nogo-A(一种内质网蛋白,少量表达于少突胶质细胞的表面)。反应性星形胶质细胞在参与损伤修复的同时也产生许与轴突的再生抑制密切相关的细胞外基质蛋白,如硫酸软骨素糖蛋白[3]等;④物理屏障。损伤处反应性胶质细胞大量增殖包绕坏死区域形成致密的胶质层,这既有利于恢复血-脊髓屏障和髓内离子平衡,也有利于维持非损伤区环路的功能,但所形成的胶质疤痕阻止了轴突的再生和跨越损伤区,同时多种抑制性分子也沉积于其中[4]。由于原发损伤常是瞬间发生且不可逆,因此脊髓损伤的治疗策略主要是阻止和缓解二次损伤;其次是促进轴突再生及功能恢复。在实验动物研究方面,人们一方面试图调动中枢神经再生的内因,另一方面通过改变中枢微环境促进神经再生,减轻损伤。近年来,对修复脊髓损伤的研究焦点多集中在具有自我复制和多分化潜能的神经干细胞的研究方面。   2 神经干细胞的生物学特性   干细胞是具有多潜能性的细胞,其主要特征包括:①自我新;②可分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞;③通过不对称分裂产生除自身以外的其它细胞[5]。哺乳动物的胚胎和成熟体体内均存在神经干细胞。神经干细胞存在于哺乳动物脑和脊髓中,不同区域可能有着不同的生物学特性。   3 脊髓损伤移植治疗方法   按移植物种类不同可以分为:①神经因子结合桥接体移植,常用的作为桥接体的组织有大网膜、肌基膜管、雪旺细胞基底膜等;②自体周围神经移植,有单纯周围神经移植和带血管蒂的自体周围神经移植,采用带血管蒂的自体周围神经移植,则为神经再生提供了丰富的营养以及适宜的微环境,能够取得比单纯周围神经移植更好的效果[6];③中枢神经组织移植,中枢神经组织移植常采用胚胎中枢神经组织;④采用带血管蒂的自体周围神经与胚胎中枢神经组织神经干细胞联合移植;⑤神经干细胞移植。   4 神经干细胞移植   4.1 神经干细胞的来源   中枢神经系统中的神经干细胞量极少,因此不能直接用于移植。目可满足移植条件的神经干细胞主要来源于两种途径:①建立体外神经干细胞系。分离发育胚胎或成年动物中枢神经系统神经干细胞,应用特殊培养或转基因方法终止其分化,促进其增殖,使于细胞处于循环往复的细胞增殖周期内,形成永生化的神经干细胞系[7],因此为移植治疗提供了丰富的细胞来源,导入特定性外源基因可以获取具有特殊功能的神经细胞。最常用的转基因方法是导人外源性癌蛋白基因,如byc、neu、p53等;②自体神经干细胞的培养。由于成年动物中枢神经系统神经干细胞

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