神经干细胞

 

神经干细胞(NSC)是指具有分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞的能力。自我更新和多分化潜能是NSC的两个基本属性。

1NSC具备成为理想供体的一些条件

1.1具备早期胚胎细胞特性，存活率高：在目前神经移植中，普遍存在移植存活率低(2%~20%)的问题，严重影响了脑组织移植的疗效。神经移植的疗效与供体组织的胎龄有着密切的关系。愈年幼的胚胎组织分裂能力愈强，移植存活率愈高。NSC与宿主细胞发生神经整合，建立稳定的突触联系，成为有功能的替代神经细胞。湖南省儿童医院儿童康复中心颜华

1.2可以分化产生神经系统的各种细胞：NSC来源于神经组织，在一定体外诱导条件或者合适的体内局部微环境下，诱导分化为病变部位所需的神经系统组成细胞。

1.3便于体外诱导和基因操作：可以采用细胞因子在体外对NSC进行诱导，使其向特定方向分化或者使其分化到一定阶段(如祖细胞阶段)后再行移植。由于其是分裂增殖细胞，所以适合于进行基因转染等操作，促进其向特定方向分化或者成为某种细胞因子或者药物的携带细胞，具有其独特的优越性。

2 NSC移植研究

2.1NSC移植用于治疗脑缺血缺氧疾病的实验研究：动物实验表明：缺血缺氧将损伤脑室管膜下区（SVZ）的神经前体细胞和NSC，导致SVZ体积明显变小，少突胶质细胞缺失，星形胶质细胞增多，脑室周围白质髓鞘缺失。他们认为SVZ的NSC和神经前体细胞对缺血缺氧更敏感，正是围产期脑缺血缺氧而致脑发育不全，引起认知和运动功能障碍。有学者研究在成年大鼠卒中后，室管膜层、室管膜下层和脉络膜丛均有NSC的增殖，而且可以分化为局部的神经组成细胞。移植的外源性NSC可以释放正确的神经递质和周围细胞建立正确的输人、输出联系，恢复认知和神经功能缺陷，而且可以动员自身的干细胞参与病变部位神经重建。神经移植治疗脑缺血缺氧性疾病的效果取决于缺血缺氧程度、移植细胞在移植前后的活力、存活率以及外科手术技巧等。采用基因工程化NSC，使其能表达特定细胞因子如：脑源性神经营养因子BDNF)、神经生长因子(NGF)等，然后移植到缺血缺氧的脑区，可提高NSC移植的效果。

2.2 NSC移植用于治疗脑外伤的实验研究：有学者采用绿色荧光蛋白质(GFP)标记的14.5天胚胎碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)依赖性NSC移植到脑外伤的小鼠模型中，研究发现：FGF2依赖性NSC可以在局部存活，与周围细胞建立突触。并且可以发生迁移，是一种很有希望的治疗脑外伤的方法。实验表明：成年动物脑外伤后机体本身有一定的代偿能力，所以我们应该加强研究如何促进机体NSC分化，从而促进神经元的代偿性再生。NSC和部分胶质前体细胞均可分化产生少突胶质细胞，进一步形成髓鞘，这对于中枢神经轴突脱髓鞘后重新髓鞘包裹有重要的意义。内源性神经前体细胞可作为脑外伤者的补充疗法。

2.3如何调控移植的NSC增殖、分化和迁移：有研究发现：人胚胎NSC在移植入成年完好的黑质和纹状体后，这些细胞向脑实质周围聚集，并开始迁移及分化。在纹状体中，主要分化为星形胶质细胞，鲜有生成神经元和少突胶质细胞。虽然纹状体处，移植的干细胞不生成神经元，但在皮质和胼胝体下，神经元特异性烯醇化酶(NSE)却能高表达，这可能与hNSC发挥作用有关。Akita等通过实验认为，NSC分化成成熟的神经元，不单单决定于细胞自身特性，还需要细胞所在环境的刺激。施英唐等体外培养环境中，运用半固体培养法结合单细胞克隆技术与免疫细胞化学技术，发现在具有NGF浓度梯度的培养体系中，克隆细胞迁向高浓度NGF区域。在NGF源附近，这种定向迁移更加明显。迁移细胞随时间的延长表达神经元特异性抗原。在含均匀浓度NGF的培养基中细胞从球团向四周短距离的扩散，无方向性。所有迁出细胞随时间的延长进一步分化成熟，干细胞比率下降。证明NGF有诱导NSC定向迁移的作用。而Erbo Dong等发现一种被命名为reelin的功能未知的蛋白，有引导NSC迁移到正确位置，分化成正确神经元的作用。

3 NSC移植治疗存在的问题

3.1存在免疫排斥反应：NSC移植是异体移植，仍然存在免疫排斥反应，这可能是影响NSC移植疗效持久、稳定的一个主要原因，采用基因修饰改变NSC的免疫原性是一种有希望的手段。

3.2如何促进NSC的快速增殖：对于中枢神经移植来讲，需要在短期内提供大量的细胞，而且最好是同批细胞。体外培养的NSC也存在传代过多活力下降，生物学性状改变的问题。

3.3 NSC中枢移植疗效的评价标准：NSC中枢移植疗效的评价标准。如何评价NSC移植以后患儿的改善情况?移植时机、移植量、移植部位、移植方式等一系列问题均有待于基础和临床学科的共同研究和探讨

4小儿脑瘫的发病机制

神经系统由神经元和胶质细胞构成。神经系统的功能单位???神经元，在损伤后不可再生，从而严重影响神经功能。神经胶质细胞在神经系统中也有十分重要的功能，在损伤后可以有一定程度的再生，但多数再生的胶质细胞最后形成胶质瘢痕，失去其正常功能。在发育的晚期和出生后早期，神经前体细胞会从脑室管膜下区(SVZ)和室管膜区(VZ)的神经干细胞(NSC)向嗅球、大脑皮质、中脑等特定部位迁移，到达特定目的地在局部微环境和内在基因调控作用下进一步分化为特定的神经元及周围的少量胶质细胞。因此，脑瘫（CP）患儿神经系统NSC和神经前体细胞不可逆损伤的程度最终决定该患儿的预后。

新生儿脑缺血缺氧的发生率为4‰，是婴幼儿CP的一个主要原因。脑缺血缺氧损伤SVZ的神经前体细胞，使其数目减少和活力下降，从而导致SVZ神经前体细胞的增殖、分化、迁移异常，产生严重的神经系统损害，表现为神经元和胶质细胞的永久性损害。这是引起脑瘫患儿认知和运动功能障碍的重要原因。围产期缺血缺氧可导致婴幼儿脑白质病变，而脑白质损伤会进一步导致儿童慢性神经功能障碍。在新生儿期尤其是出生后1个月内，脑白质极易因脑缺血缺氧而受损。

总之，近年来，中外学者对CP的相关研究皆作了大量工作，取得一定的进展。但仍处于初级阶段，很多工作亟待完成：应尽快完善CP早期诊断的统一标准；制定出简单、实用、操作性强的标准化CP疗效评价体系；加强CP的生理、生化、分子生物学等方面的基础试验研究；探讨未成熟脑损害机制，脑损害与发育之间的相互影响；各种干预对未成熟脑损害恢复的促进；特别是对NSC的详细研究等，以期待CP的研究能取得突破性进展。