中圖分類號(hào)：R392.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672—1349(2007)05 0431—04

脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)是臨床治療的世界性難題。SCI后的病理?yè)p害分為原發(fā)性SCI和繼發(fā)性SCI。SCI治療的難點(diǎn)有如何使缺損的神經(jīng)元再生，如何恢復(fù)功能性軸突的傳導(dǎo)功能。國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)治療SCI最常用的方法有手術(shù)治療、藥物治療、康復(fù)訓(xùn)練等，但這些方法并不能從根本上解決神經(jīng)元再生的問(wèn)題。神經(jīng)干細(xì)胞(nerual stem cells，NSCs)移植是20世紀(jì)末神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域最重要的進(jìn)展之一，因其具備自我更新和多分化潛能的兩個(gè)基本特性以及遷移功能和良好的組織融合性的優(yōu)點(diǎn)，而成為細(xì)胞移植治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病良好的移植材料，為SCI的治療提供了新的方法。

1 神經(jīng)干細(xì)胞研究現(xiàn)狀

1．1神經(jīng)干細(xì)胞移植的生物學(xué)特性NSCs是指具有分化為神經(jīng)元細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞的能力，能自我更新，通過(guò)不對(duì)稱分裂產(chǎn)生除自身以外的其他細(xì)胞，并足以提供大量腦組織細(xì)胞的干細(xì)胞。其生物學(xué)特性有5方面。①趨化性：NSCs具有位置特異性的分化潛能，其增殖、分化和遷移，與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)有非常密切的關(guān)系；②歸巢性：NSCs在移植過(guò)程中，有向著其起源部位，或功能及解剖區(qū)域的特殊趨化作用；③遷移性：NSCs移植后，其細(xì)胞的密度從注射區(qū)向周圍逐漸減少；④分化性：包括神經(jīng)系統(tǒng)損傷區(qū)域內(nèi)局部的微環(huán)境影響NSCs移植后的分化；骨髓和臍血間充質(zhì)干細(xì)胞向神經(jīng)原樣細(xì)胞分化；⑤抗原性：NSCs是未分化的原始細(xì)胞，不表達(dá)成熟的細(xì)胞抗原，具有低免疫源性，因此在移植后相對(duì)較少發(fā)生排斥反應(yīng)。NSCs因上述特性而成為神經(jīng)系統(tǒng)疾病較理想的移植材料。

1．2神經(jīng)干細(xì)胞移植治療脊髓損傷的可行性NSCs的作用有：①NSCs分化后產(chǎn)生的神經(jīng)元可釋放多種神經(jīng)遞質(zhì)并參與電生理傳導(dǎo)；少突膠質(zhì)細(xì)胞主要在白質(zhì)區(qū)域生成髓鞘；星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)則參與血腦屏障的建立并分泌某些神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)囚子。NSCs能改善脊髓局部微環(huán)境并啟動(dòng)再生相關(guān)基因的順序表達(dá)，使損傷軸突開(kāi)始再生，它們同時(shí)產(chǎn)生多種ECM，填充脊髓損傷后遺留的空洞，為再生軸突提供支持物，同時(shí)分化出來(lái)的神經(jīng)元可以和損傷脊髓形成廣泛的神經(jīng)纖維聯(lián)系和突觸連接；②補(bǔ)充外傷后缺失的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞；③使殘存脫髓鞘的神經(jīng)纖維和新生的神經(jīng)纖維形成新的髓鞘，保持神經(jīng)纖維功能的完整性。

1．3神經(jīng)干細(xì)胞的移植來(lái)源 Gage發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞來(lái)源主要有以下5方面。①胚胎組織來(lái)源NSCs：包括胚胎腦組織來(lái)源和胚胎干細(xì)胞來(lái)源；②成體組織來(lái)源NSCs：包括從出生到成年期腦組織的廣泛區(qū)域；③神經(jīng)嵴細(xì)胞：神經(jīng)嵴細(xì)胞能自我更新，能夠分化形成多種細(xì)胞類型，發(fā)育早期的神經(jīng)嵴細(xì)胞對(duì)骨形成蛋白－2信號(hào)更加敏感，說(shuō)明可能有更大的分化潛能；①原代細(xì)胞培養(yǎng)：原代細(xì)胞培養(yǎng)即從腦內(nèi)特定的部位分離出NSCs，并在體外合適的條件下培養(yǎng)，可直接用于神經(jīng)細(xì)胞移植。優(yōu)點(diǎn)可以與其他神經(jīng)細(xì)胞整合，完成生理學(xué)上的細(xì)胞替換，理論上可以作為把基因移植的最佳載體細(xì)胞；⑤建立“永生化”NSCs系，最常用的方法是通過(guò)反轉(zhuǎn)錄病毒將編碼癌基因蛋白克降到胚胎NSCs中，改變細(xì)胞的表型，使部分細(xì)胞渡過(guò)細(xì)胞分裂的危象期而獲永生化。永生化的細(xì)胞可以攜帶外源性基因，這對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)的基因治療帶來(lái)了希望。目前國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)研究用的NSCs大多是動(dòng)物胚胎腦組織、胚胎干細(xì)胞、人胚胎干細(xì)胞來(lái)源。臨床應(yīng)用的NSCs大多是骨髓來(lái)源(自體或異體)、臍血干細(xì)胞來(lái)源(肄體)。目前臨床上運(yùn)用NSCs治療脊髓損傷，多采用人臍血來(lái)源的干細(xì)胞，其具有來(lái)源充分、采集方便且免疫系統(tǒng)處于原始狀忿、較原始的造血干細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞等具有更強(qiáng)的增殖和分化能力、病毒感染機(jī)會(huì)較少等優(yōu)點(diǎn)。

1．4神經(jīng)干細(xì)胞的移植途徑 NSCs采用細(xì)胞懸液移植。移植方法可以分為：①將小神經(jīng)球消化成單細(xì)胞懸液，采用立體定向的方法移植到病變部位；②側(cè)腦室內(nèi)細(xì)胞懸液注射法，阮奕文等將NSCs注射到腦梗死大鼠側(cè)腦室內(nèi)，發(fā)現(xiàn)移植細(xì)胞可以穿過(guò)室管膜上皮，并遷移到梗死灶周圍。但無(wú)論是靜脈或是側(cè)腑室細(xì)胞移植法，都依賴于NSCs向病變部位的遷移，所以報(bào)道雖認(rèn)為有效，還沒(méi)有可靠的、定量的研究證實(shí)大多數(shù)細(xì)胞能最終到達(dá)病灶而發(fā)揮作用。特別是靜脈內(nèi)注射法，迄今還沒(méi)有任何依據(jù)證實(shí)NSCs通過(guò)何種機(jī)制持異性識(shí)別腦血管。并能從結(jié)構(gòu)斂密的腦血管中“游出”，因此，這類移植方法還有賴于進(jìn)一步研究。如果用于臨床，NSCs通過(guò)局部手術(shù)移植，病人存在手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，且不能反復(fù)移植以保證干細(xì)胞的數(shù)量而受到制約。

1．5神經(jīng)干細(xì)胞的移植時(shí)機(jī)Okano等認(rèn)為移植選擇急性期，大量自由基及興奮性氨基酸等物質(zhì)的存在，NSCs存活和分化數(shù)量少，再通的神經(jīng)纖維數(shù)日少。如果選擇恢復(fù)期，則可能出現(xiàn)俘活的細(xì)胞數(shù)量較多，但損傷區(qū)域膠質(zhì)瘢痕已經(jīng)形成導(dǎo)致再通的神經(jīng)纖維數(shù)目少，因此動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明移植的最佳時(shí)機(jī)應(yīng)該是損傷后1周～2周，代廣輝等研究兔脊髓損傷后2周～4周以及4周后進(jìn)行移植NSCs，在此期間移植治療脊髓損傷效果均不理想，可使NSCs在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期存活、增殖、分化，并且可以與宿主進(jìn)行融合，以利于對(duì)損傷脊髓的修復(fù)。但考慮人與動(dòng)物區(qū)別，上述“時(shí)間窗”僅供參考，最佳移植時(shí)機(jī)需大量臨床試驗(yàn)做進(jìn)一步的總結(jié)。

2 神經(jīng)干細(xì)胞治療脊髓損傷的研究現(xiàn)狀

2．1 神經(jīng)干細(xì)胞單獨(dú)移植治療脊髓損傷 Nakamura等用TP標(biāo)記移植到獼猴SCI的人NSCs，發(fā)現(xiàn)NSCs可以存活、遼移、分化，神經(jīng)微絲的生長(zhǎng)、前肢肌力以及自發(fā)性運(yùn)動(dòng)活動(dòng)均優(yōu)于似手術(shù)組。這證明了NSCs的特性，且能促進(jìn)肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。李立新等研究NSCs治療SCI鼠髓鞘結(jié)構(gòu)的修復(fù)作用機(jī)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)NSCs能明顯增強(qiáng)PLP mRNA的表達(dá)，促進(jìn)MBP陽(yáng)性的髓鞘結(jié)構(gòu)再生和修復(fù)，使肢體的運(yùn)動(dòng)功能得到明顯的改善。李成仁等探討NSCs移植在恢復(fù)SCI傳導(dǎo)功能的機(jī)制時(shí)，用CESP和HRP逆行示蹤技術(shù)觀察大鼠SCI傳導(dǎo)功能恢復(fù)情況，發(fā)現(xiàn)NSCs組的CESP有所恢復(fù)但潛伏期較長(zhǎng)。王巖峰等在探討NSCs移植促進(jìn)SCI修復(fù)的機(jī)制時(shí)，應(yīng)用RT-PCR法觀察NSCs移植后，大鼠脊髓損傷區(qū)膠質(zhì)細(xì)胞DNF和GAP-43基因表達(dá)的變化。BDNF通過(guò)神經(jīng)肽的表達(dá)來(lái)維持細(xì)胞內(nèi)Ca²⁺的穩(wěn)定，并通過(guò)抗自由基損傷、提高細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性米刺激細(xì)胞的修復(fù)。發(fā)現(xiàn)NSCs組能明顯上調(diào)BDNF mRNA，并促進(jìn)GAP－43mRNA的表達(dá)，能改變脊髓損傷區(qū)的做環(huán)境。劉嬡等也應(yīng)用RT—PCR法及膽堿酯酶染色的方法，證明了NSCs能較好地恢復(fù)軸突運(yùn)輸功能并對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)終板有一定的保護(hù)作用，在實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)元和靶器官突觸連接中起到一定的作用。盧坷恩等在探討NSCs移植脊髓損傷細(xì)胞保護(hù)作用機(jī)制的研究中，對(duì)各組大鼠進(jìn)行了爬坡實(shí)驗(yàn)及MEP的檢測(cè)，表明NSCs移植后組織水腫減輕，Na⁺、Ca²⁺顯著降低，K⁺，Mg²⁺顯著升高。這提示，NSCs對(duì)SCI的保護(hù)作用饑制可能與其減少神經(jīng)細(xì)胞離子失衡，改善細(xì)胞內(nèi)微循環(huán)有關(guān)。Mitsui等探討永生化NSCs移植對(duì)SCI大鼠排泄功能的影響，發(fā)現(xiàn)NSCs組的單位排尿量明顯增加、排尿壓力明顯減小、殘余尿量明顯減少，NSCs能促進(jìn)低級(jí)排尿中樞功能的恢復(fù)、Lu等認(rèn)為NSCs在神經(jīng)系統(tǒng)損傷唇有替代缺失組織的潛能，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NSCs在體外能持續(xù)分泌幾種特殊的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，促進(jìn)軸突的生長(zhǎng)，經(jīng)RT－PCR檢測(cè)移植的干細(xì)胞能在活體內(nèi)表達(dá)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，經(jīng)皋因修飾的NSCs能表達(dá)促進(jìn)宿主軸突牛長(zhǎng)的NT－3。證明NSCs能分泌牛長(zhǎng)因子促進(jìn)宿主神經(jīng)的生長(zhǎng)，基因傳遞加速這種作用。

2．2神經(jīng)干細(xì)胞綜合移植治療脊髓損傷 Cai等在探討lentivirus介導(dǎo)基因工程的人胚NSCs的作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)含有轉(zhuǎn)基因人胚NSCs的培養(yǎng)液能誘導(dǎo)鼠背根神經(jīng)節(jié)軸突的迅速增長(zhǎng)，所有基因工程的人神經(jīng)f細(xì)胞能表達(dá)高水平的GFP和NT－3，此項(xiàng)研究表明lentivirus介導(dǎo)基因工程的人胚NSCs不但能促進(jìn)軸突的再生，同時(shí)能成功的表達(dá)多種基因。Kegami等發(fā)現(xiàn)單純的NSCs移植雖然可以促成SCI的修復(fù)，但在某些情況下，移值的NSCs容易黏附在某些活體空腔壁上，較難移行和融合到宿主組織，軟骨素黏蛋白(CSPG)作為神經(jīng)膠質(zhì)疤痕的構(gòu)成物能住脊髓損傷后強(qiáng)烈表達(dá)，是活體內(nèi)NSCs移植的抑制劑，因此運(yùn)用軟骨素酶親和一生物素復(fù)合物(C-ABC)聯(lián)合NSCs移植治療SCI，并比較基因介導(dǎo)組與單獨(dú)移植組的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)C-ABC能稀釋CSPG對(duì)移植細(xì)胞遷移的抑制作用，促進(jìn)移植細(xì)胞與宿主的融合，促進(jìn)_5H性蛋白43纖維數(shù)目的增多和生長(zhǎng)，這表明CABC、介導(dǎo)的移植組通過(guò)減少膠質(zhì)瘢痕抑制作用以促進(jìn)NSCs在體內(nèi)的遼移和宿主融合性。Castellanos等認(rèn)為軸突雖然在合適的酶作用下有能力再生，但如果缺乏合適纖維生長(zhǎng)靶位就會(huì)限制脊髓環(huán)路的修復(fù)。因此，為解決這一問(wèn)題，首先將TRK－C基因和NT-3因子修飾的伸經(jīng)前體細(xì)胞移植釗完整的大鼠脊髓內(nèi)，觀察他們的存活與分化，發(fā)現(xiàn)兩種處理因素聯(lián)用能促進(jìn)NSCs的存活，減少向星彤膠質(zhì)細(xì)胞的分化，并能填補(bǔ)脊髓空洞、促進(jìn)B－微管蛋白纖維在移植細(xì)胞周圍的增生。郭加松等在NT－3修飾NSCs與NSCs聯(lián)合移植治療脊髓全橫斷損傷的研究中，發(fā)現(xiàn)SCS經(jīng)NT－3基因修飾后，過(guò)量分泌的NT－3不僅能防止脊髓損傷后神經(jīng)元的萎縮，促進(jìn)脊髓損傷結(jié)構(gòu)與功能修復(fù)的效果更好，促進(jìn)受損傷的上行和下行軸突再生。當(dāng)二者聯(lián)合移植時(shí)有相互促進(jìn)作用。李巍等在脊髓損傷大鼠的研究中發(fā)現(xiàn)采用BDNF修飾NSCs移植后，BDNF基因修飾的NSCs能在脊髓損傷移植處存活，強(qiáng)烈表達(dá)BDNF。李成仁等在腎母細(xì)胞瘤過(guò)度表達(dá)基因(NOV)修飾NSCs移植對(duì)損傷大鼠脊髓功能的研究中，發(fā)現(xiàn)NOV修飾的NSCs和分化出來(lái)的子代細(xì)胞能恒定表達(dá)NOV蛋白，而分化出來(lái)的不成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞可引導(dǎo)神經(jīng)元的遷移和軸突的生長(zhǎng)。周健洪等對(duì)于骨形成蛋白4(BMP4)對(duì)SCI后大鼠功能和NSCs的影響研究表明：BMP4可減輕神經(jīng)損傷癥狀和對(duì)脊髓損傷后神經(jīng)干細(xì)胞有促進(jìn)增殖作用。Teng等研究表明植入了NSCs專門(mén)的聚合體支架能使大鼠的共濟(jì)運(yùn)動(dòng)及后肢承重功能得到明顯的改善。程映華等用殼聚糖及NSCs復(fù)合物橋接成年SD大鼠完全性脊髓損傷，可使損傷脊髓恢復(fù)解剖上的連續(xù)性，植入的復(fù)合材料與宿主脊髓達(dá)到良好的整合，再生的軸突穿過(guò)宿主移植物界面。復(fù)合材料在移植后脊髓斷端發(fā)揮橋梁作用，使再生的神經(jīng)軸突能跨越損傷區(qū)。李曉濱等在督脈電針與NSCs聯(lián)合應(yīng)用促進(jìn)全橫斷脊髓損傷研究，這一機(jī)制可能為督脈電針促進(jìn)受損傷的脊髓組織細(xì)胞代謝過(guò)程，引起細(xì)胞膜的腺苷酸環(huán)化酶活性增高，使ATP生成CAMP增加，從而激活神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶A的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，啟動(dòng)神經(jīng)生長(zhǎng)因子和細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)因子等蛋白質(zhì)的合成和分泌過(guò)程，從而促進(jìn)脊髓內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞的存活和分化，以及促進(jìn)受損神經(jīng)元的存活及其軸突再生。

3 結(jié)語(yǔ)

NSCs移植在實(shí)驗(yàn)研究中已取得了較顯著的進(jìn)展，但畢竟動(dòng)物的解剖、病理生理與人存在差異較大，因此NSCs移植人人體后，仍存在著較多的問(wèn)題。①干細(xì)胞的培養(yǎng)和純化問(wèn)題，來(lái)源涉及倫理問(wèn)題，尤其是異體胚胎干細(xì)胞的采取，如何保證培養(yǎng)的細(xì)胞在人體內(nèi)一定分化為NSCs而不是其他類型的組織細(xì)胞；②移植的時(shí)機(jī)，雖然已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明在脊髓損傷后1周～2周移植治療效果較好，但由于動(dòng)物與人存在差異，臨床移植的最佳時(shí)機(jī)，仍沒(méi)有確切的答案；③病例的遴選是否有特定的范圍，存在著有效和無(wú)效的病例，這種情況產(chǎn)生的原因是什么?④尚有不為人知的副反應(yīng)，如軀體不適、免疫排異反應(yīng)、能否發(fā)生突變產(chǎn)生腫瘤；⑤在移植入人體后，采取何種指標(biāo)顯示其存活、分化。這一切都需要進(jìn)一步的臨床研究，相信這些問(wèn)題隨著研究的深入，都會(huì)得到不同程度的解決。

作者簡(jiǎn)介：趙寧(1976－)，女，現(xiàn)為湖南中醫(yī)藥大學(xué)2004級(jí)碩士研究生(郵編：518052)；楊萬(wàn)章，工作于深圳市第六人民醫(yī)院。

(本文編輯 王雅潔)