神經(jīng)干細胞的研究進展

羅德憲

（四川省食品藥品學(xué)校，四川 峨眉山 614201）

神經(jīng)干細胞的研究進展

羅德憲

（四川省食品藥品學(xué)校，四川 峨眉山 614201）

神經(jīng)干細胞（NSCs）在臨床的相關(guān)研究始于上世紀90年代，神經(jīng)干細胞目前證實可分化成其他多種神經(jīng)組織細胞，其中最多見的為少突膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞等。本次的研究從NSCs的培養(yǎng)鑒定方面，生物學(xué)特性及其在缺血性損傷、腫瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病治療等各方面行探討研究，分析及臨床進展，患者在自身的治療中取體內(nèi)NSCs應(yīng)用最為理想。目前自體移植NSCs對于中樞的神經(jīng)系統(tǒng)損傷的治療動物實驗已得到較多證明，隨著醫(yī)療科技的進步，NSCs在臨床疾病的治療中將發(fā)揮更大的作用。

神經(jīng)干細胞；研究

神經(jīng)干細胞（NSCs）在臨床的相關(guān)研究始于上世紀90年代，一經(jīng)研究即迅速應(yīng)用，取得了較大的進展[1]。現(xiàn)在成體的神經(jīng)干細胞在靈長類動物、鳥類、嚙齒類以及人類的中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)均有存在，而且證實各種神經(jīng)組織細胞，包括星形膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細胞等可由此分化。本次的研究對NSCs的培養(yǎng)鑒定進行分析，探討其生物學(xué)特性和臨床用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病、腫瘤、缺血性損傷等疾病治療中的作用展開探討，以提供診斷依據(jù)。

1 NSCs的生物學(xué)特性

1.1 NSCs存在位置

在哺乳類動物胚胎期的嗅球、海馬、脊髓、側(cè)腦室室下等部位都有發(fā)現(xiàn)，也存在紋狀體、視網(wǎng)膜、腦皮層之中，在成年后主要在集中在嗅球、以及側(cè)腦室的室管膜內(nèi)，皮層、脊髓也有表現(xiàn)，成年哺乳動物腦內(nèi)的海馬結(jié)構(gòu)顆粒下區(qū)目前的相關(guān)研究表明有大量神經(jīng)存在，側(cè)腦室下區(qū)也有部分存在，有許多NSCs有多向分化的潛能，同時具有自我復(fù)制能力。

1.2 生物學(xué)特性分析

NSCs增殖分裂能力較強，其主要生物學(xué)特征為：具有多向分化的潛能，可以分化形成星形膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細胞[2]；自我維持和自我更新的能力較強，可以通過不對稱以及對稱分裂來完成，在進行不對稱分裂時將其某種細胞機制啟動，使調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)在細胞質(zhì)中不均勻地分配，完成新的祖細胞和干細胞，產(chǎn)生子代細胞，以滿足對神經(jīng)細胞多樣性的需求。對稱分裂可以產(chǎn)生的兩個祖細胞和干細胞，祖細胞有很短的維持時間，只是具有單向或雙向分化的能力。成體的干細胞在大部分的情況下，組織來源于一致的細胞分化，有較強的跨胚層可跨系分化表現(xiàn)，在某些情況下會出現(xiàn)異常。

2 NSCs標(biāo)志物鑒定及培養(yǎng)

2.1 NSCs培養(yǎng)分析

細胞克隆技術(shù)分離以及無血清細胞的培養(yǎng)已有研究應(yīng)用，NSCs培養(yǎng)中較多應(yīng)用，意義重大，培養(yǎng)液在給予合成培養(yǎng)基后，一般條件下給予黃體酮、轉(zhuǎn)鐵蛋白等在內(nèi)的具有絲裂作用的生長因子的添加。在原代克隆形成之后，仔細的挑選單個的克隆進行，后進行機械的分離，亞克隆繼續(xù)進培養(yǎng)，并行單細胞克隆分離的方法。在無血清培養(yǎng)液中干細胞是懸浮的球形生長，沒有固定的生長突起，不產(chǎn)生貼壁，可以將其呈培養(yǎng)液改變后發(fā)生貼壁并向成熟神經(jīng)細胞分化。相關(guān)的研究顯示，讓神經(jīng)干細胞很大的程度上同時進行持續(xù)的增殖，神經(jīng)干細胞在進行培養(yǎng)的時候，一般為0.64%的分化率，而在塑料培養(yǎng)瓶中分化率可以達到32.05%。提示神經(jīng)干細胞的培養(yǎng)適合其在體外大量、長期擴增[3]。另外，神經(jīng)干細胞貼壁分化在NSCs以及星形的膠質(zhì)細胞共培養(yǎng)時加快，與NSCs單獨培養(yǎng)組進行比較，神經(jīng)元特異性細胞可以看到有明顯的增多，這表明了星形膠質(zhì)細胞在神經(jīng)干細胞向著神經(jīng)元的細胞分化的過程中，可起到快速誘導(dǎo)的作用。

2.2 NSCs鑒定標(biāo)志物分析

NSCs目前還沒有發(fā)現(xiàn)特異性的細胞表面標(biāo)志物，人們對于NSCs中表達的蛋白進行鑒定，CD133陽性經(jīng)過分選的胚胎來源的腦細胞可對細胞球形成，而陰性無以上功能，對于CD133表面標(biāo)志進行聯(lián)合應(yīng)用可從胎兒的腦組織中直接分離高度的CD133陽性干細胞，對細胞的整體活力無影響。Nestin的表達量下降發(fā)生在神經(jīng)細胞基本完成遷移后，表達也隨著神經(jīng)細胞的分化完成停止，已在NSCs的鑒定應(yīng)用。Musashi在各種哺乳動物的祖細胞中有很重要的作用，所以其為NSCs哺乳類的標(biāo)志蛋白。

3 在神經(jīng)退行性疾病中NSCs移植治療的應(yīng)用分析

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，在靈長類動物動物中積累了NSCs移植治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病的依據(jù)，部分重建神經(jīng)回路應(yīng)用神經(jīng)替代治療的可能性增加。

3.1 缺血性中風(fēng)

有的學(xué)者在進行研究時在將小鼠的NSCs移入腦缺血的大鼠模型腦內(nèi)，NSCs除了在移植的一側(cè)的大腦半球有所分布之外，還廣泛的分布在損傷半球的紋狀體、移植細胞對于運動功能有缺陷有明顯的改善作用，減少了損傷的面積，但是目前為止沒有發(fā)現(xiàn)明顯的空間學(xué)習(xí)記憶改善的作用。在全腦缺血受傷的海馬CAI區(qū)移植胚胎海馬組織，中風(fēng)模型的大鼠腦內(nèi)移植NSCs，大鼠原一側(cè)以及完全偏癱了的肢體也恢復(fù)了行走的能力[4]。將NSCs和血管的內(nèi)皮生長因子同一時間移植入到血管源性腦缺血中，給缺血以及缺氧腦的治療提供了有力的依據(jù)。

3.2 帕金森病

NSCs在進行體外培養(yǎng)的時候會產(chǎn)生進行調(diào)節(jié)分化的基因內(nèi)導(dǎo)入分化成多巴胺神經(jīng)元，在帕金森患者的腦內(nèi)移植入人胚多巴胺神經(jīng)元，臨床試驗表明可以使60歲以下的患者的相關(guān)癥狀得到明顯的改善，但是對于60歲以上的老年患者的臨床癥狀的改善尚不明顯。

3.3 阿爾茨海默病

這種病也被稱老年性癡呆，主要特點就是大腦的退行性變。將NSCs移植入到因為衰老而引起記憶損傷的大鼠中，發(fā)現(xiàn)對于沒有記憶損傷以及正常的成年鼠的認知功能沒有發(fā)現(xiàn)明顯的改善作用，其認知功能有明顯的改善。

3.4 亨延頓病

這種病是神經(jīng)元遺傳性變性疾病，以新紋狀體和皮層最為嚴重，是其主要的特點，在有亨延頓病的大鼠模型腦內(nèi)植入NSCs，可重新恢復(fù)其受損的運動習(xí)性，在體內(nèi)有功能性的連接形成。

3.5 腦膠質(zhì)瘤

腦膠質(zhì)瘤在臨床的顱內(nèi)腫瘤中比較常見，在使用放療以及藥物治療后發(fā)現(xiàn)都沒有理想的效果，使用手術(shù)切除很容易復(fù)發(fā)而且有一定的難度存在，NSCs可用于對于膠質(zhì)瘤基因治療中，不但可以起到持續(xù)殺傷瘤細胞的作用，可以對病毒載體的不足進行有效的彌補，而且又可以與正常的腦組織整合，對腫瘤侵襲的腦組織有很強的恢復(fù)能力。

4 小 結(jié)

總之，中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療以及分化中，NSCs在體外的成功培養(yǎng)為神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育提供了一個新的研究方向，在腦損傷以及神經(jīng)變性疾病的治療中隨著不斷的研究表明，采用NSCs移植有可能會成為最有效的一種治療手段。NSCs可以培養(yǎng)、分離并用細胞因子呈分化后移植，同時也可以激活體內(nèi)的NSCs，使其分化成膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元。自體移植NSCs對于中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷進行治療已有較多動物實驗資料。其中最理想的方法就是在患者的體內(nèi)將NSCs取出并在自身治療中進行應(yīng)用。NSCs的研究目前已經(jīng)取得了很大的成就，但是仍然有很多需要解決的問題存在，如細胞在進行移植之后能否與體內(nèi)的細胞結(jié)合，NSCs功能的修復(fù)機制以及分化機制目前尚沒有明確的定論，正常的神經(jīng)系統(tǒng)突觸聯(lián)系也需要有進一步的探討，相信隨著研究的不斷深入，NSCs將在臨床疾病的治療中，發(fā)揮更為廣泛的作用。

[1] 陳剛.神經(jīng)干細胞與基因治療[J].中國臨床神經(jīng)外科雜志,2007,12(1):112-114.

[2] Bethea CL,Reddy AP,Pedersen D,et al.Expression pro fi le of differertiating serotonin neurons derived from rhesus embryonic stem cells and comparison to sdult serotonin neurons [J].Gene Expr Pattens,2009,9(2):94-108.

[3] 吳宗輝,虞樂華,賈功偉.神經(jīng)干細胞移植治療脊髓損傷的實驗研究[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,2009,30(4):305-307.

[4] Kageyama R,Ohtsuks T,Hakateyama J,et al.Roles of BLH genes in neural stem cell differentiation[J].Exp Cell Res,2005,305(2):343-348.

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1671-8194（2012）17-0092-02