利用干細胞治療疾病的一種做法是，誘導患者體內(nèi)的干細胞直接修復或重建受損部位，如斷肢、肌肉和神經(jīng)。采用這一方式的前提是要了解人體各組織器官的干細胞的狀態(tài)、特點以及生長情況。研究人員早就發(fā)現(xiàn)，人體的神經(jīng)系統(tǒng)中干細胞較多，而且只要涉及運動功能，都與神經(jīng)系統(tǒng)有關。所以，發(fā)現(xiàn)和促使神經(jīng)系統(tǒng)干細胞的生長就成為再生醫(yī)學的一個研究方向。
　　現(xiàn)在，人們對神經(jīng)系統(tǒng)，主要是大腦和脊髓(中樞神經(jīng))中的干細胞有了更多的了解。
　　
　　大腦中的干細胞
　　
　　過去的研究表明，人和動物的聰明程度與大腦的體積和大腦中的溝回有關。有的研究甚至認為頭大是智商高的重要基礎，而且未來大頭人將比現(xiàn)代人更聰明。而頭大的基礎是，大腦皮質(zhì)中的干細胞可以生長發(fā)育，從而不斷補充大腦皮質(zhì)。
　　盡管人類的大腦與體重之比不是最大的，但卻是所有動物中大腦與體重之比較大的。當然，人的大腦的復雜性則遠遠高于其他動物。人的大腦雖然只有1.35千克，但卻由140億個神經(jīng)元(神經(jīng)細胞)組成，而且神經(jīng)元與神經(jīng)元之間靠突觸聯(lián)系，形成縱橫復雜的大腦神經(jīng)回路。同時，人的大腦有豐富的皮質(zhì)，豐富的皮質(zhì)部位是思維、意識和語言的基礎。
　　人腦的皮質(zhì)從內(nèi)側(cè)往外分為原皮質(zhì)、舊皮質(zhì)、新皮質(zhì)三大部分。原皮質(zhì)與爬蟲類腦的作用相當，舊皮質(zhì)與哺乳類腦的作用相似，并且原皮質(zhì)和舊皮質(zhì)與嗅覺和內(nèi)臟活動有關。而人類的新皮質(zhì)是區(qū)別于其他動物的中樞神經(jīng)，僅人才有，而且特別發(fā)達，占大腦半球皮質(zhì)的96％以上，是多極神經(jīng)元集中的部位，成為機體各種生命活動的最高指揮中心。因此，新皮質(zhì)是高級神經(jīng)活動的基礎，如學習知識和思維推理等。所以，有人認為，大腦的高級神經(jīng)活動可能與新皮質(zhì)的厚度有密切關系，新皮質(zhì)越厚，人的智商越高。
　　現(xiàn)在，美國洛杉磯大學分校的阿諾德·克雷格斯坦研究小組發(fā)現(xiàn)，大腦中有一類新發(fā)現(xiàn)的干細胞可以在很大程度上幫助新皮質(zhì)的形成。不過，這種新型干細胞也可能存在于貓等哺乳動物大腦中，但在靈長類動物和人類大腦中這種干細胞會更活躍，數(shù)量也更多。
　　發(fā)育的嚙齒動物大腦皮質(zhì)的神經(jīng)元產(chǎn)生于放射狀神經(jīng)膠質(zhì)細胞，而神經(jīng)膠質(zhì)細胞的功能類似于中樞神經(jīng)干細胞。神經(jīng)膠質(zhì)細胞屬于上皮細胞，位于大腦腦室，并且產(chǎn)生間質(zhì)祖細胞，后者能移行到腦室管膜下區(qū)(SVZ)并增生，從而增加神經(jīng)細胞的數(shù)量。人的腦室管膜下區(qū)有更大的外層區(qū)域，稱為外腦室下區(qū)(OSVZ)。研究人員發(fā)現(xiàn)，人的大量放射狀神經(jīng)膠質(zhì)細胞和間質(zhì)祖細胞聚集在外腦室下區(qū)，而且放射狀神經(jīng)膠質(zhì)細胞有長長的基突，但是它們不是上皮細胞，因為它們不與腦室表面接觸。采用實時成像和克隆分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些細胞參與了增生分裂和自我更新的非對稱分裂，從而產(chǎn)生能進一步增殖的神經(jīng)祖細胞。
　　而且，對外腦室下區(qū)神經(jīng)祖細胞的“Notch”信號進行轉(zhuǎn)化可誘導神經(jīng)細胞的分化。1917年摩根等人在果蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種基因，因其功能缺失可導致果蠅翅緣出現(xiàn)缺口，故命名為Notch基因。后來發(fā)現(xiàn)，該基因在許多動物體內(nèi)都存在，在細胞分化和發(fā)育中起著重要作用。
　　所有這些都表明，外腦室下區(qū)是人大腦中干細胞的主要來源。如何激發(fā)其發(fā)育和生長是治療各種大腦疾病，包括老年性癡呆和帕金森氏病的基礎。另外，即使不是修復受損的大腦部位，只是讓原始的干細胞轉(zhuǎn)化為越來越多的神經(jīng)細胞，也會形成更厚的新皮質(zhì)，從而增強人的智商。
　　
　　大腦干細胞如何移行
　　
　　其實，大腦的干細胞可以稱為多潛能干細胞，但是這一概念目前還不十分確切，所以有人稱這類干細胞為神經(jīng)前體細胞或神經(jīng)祖細胞，它們具有一些共同特征：(1)可以自我復制或更新，產(chǎn)生與自己相同的子代細胞，維持穩(wěn)定的神經(jīng)細胞儲備；(2)處于較原始的未分化狀態(tài)，無相應成熟細胞的特異性標志；(3)具有多向分化的潛能，即演變成不同的成熟神經(jīng)細胞類型的能力。
　　但是，這些神經(jīng)干細胞要發(fā)揮治病和修補受損神經(jīng)的作用還需要移行到適當?shù)牟课弧Ｒ驗?，過去的研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)干細胞主要存在于成年哺乳動物側(cè)腦室的室管膜下區(qū)，當然在人的大腦中是位于外腦室下區(qū)。在正常情況下，這些干細胞都處于蟄伏狀態(tài)，只有在腦部受到損傷或大腦皮質(zhì)某些部位萎縮等情況下，神經(jīng)干細胞才會增殖并且分化成新的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，然后遷移到大腦的不同部位，修補受損部位。
　　那么，神經(jīng)干細胞又是如何移行的呢?過去認為，神經(jīng)干細胞的移行是通過星形膠質(zhì)細胞的通道鏈進行的。但是，現(xiàn)在，日本名古屋市立大學的澤本和延帶領的研究小組通過對老鼠的研究發(fā)現(xiàn)，老鼠腦內(nèi)新產(chǎn)生的神經(jīng)細胞(干細胞)有特別的移行方式。例如，干細胞在通過腦內(nèi)分布最廣的星形膠質(zhì)細胞間隙時，會分泌一種名為“縫隙”(Slit)的可擴散的蛋白，它的受體稱為“繞道”蛋白(Roundabout，Robo)，分布于星形膠質(zhì)細胞上。星形膠質(zhì)細胞的受體接受到“縫隙”蛋白信號后，就會把自身凸起的部分收縮回去，從而為神經(jīng)干細胞讓出一條通道，使神經(jīng)干細胞得以在腦內(nèi)移動。也就是說，“縫隙”蛋白是神經(jīng)干細胞發(fā)出的一種催促星形膠質(zhì)細胞讓道的信號或喇叭聲。
　　為了確證這一發(fā)現(xiàn)，研究人員又采用了相反的研究，即通過操作使老鼠的神經(jīng)干細胞無法分泌“縫隙”蛋白，結果發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細胞的移動速度變得非常緩慢，星形膠質(zhì)細胞也不再為其讓路，這說明正是“縫隙”蛋白使神經(jīng)干細胞能夠在腦內(nèi)順利移動。當然，其他一些研究也發(fā)現(xiàn)，“縫隙”蛋白是對軸突生長和神經(jīng)元遷移起導向作用的信號之一，它通過其受體家族“繞道”蛋白而起到導向作用。
　　此外，過去的研究發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細胞是哺乳動物腦內(nèi)分布最廣泛的一類細胞，它們伸出許多長而分叉的凸起物，填充在各種神經(jīng)細胞之間，起到支持和分隔神經(jīng)細胞的作用。但是，這又造成大腦中其他神經(jīng)細胞通行的阻礙。因此，研究人員一直不理解干細胞在大腦中移行和修復受損部位的奧秘。現(xiàn)在明白了大腦中干細胞移行的奧秘后，研究人員便把方向集中到研究讓神經(jīng)干細胞高效移動到指定部位的新方法，以期更好地治療各種大腦疾病，如卒中等。
　　
　　脊髓中的干細胞
　　
　　脊髓同屬中樞神經(jīng)系統(tǒng)。脊髓受傷，是否也可以動員生物體內(nèi)這一部位的干細胞生長并修補受損部位呢?研究發(fā)現(xiàn)，存在這種可能。
　　瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學院的喬納斯·弗里森研究小組發(fā)現(xiàn)，脊髓中的室管膜細胞就是一種干細胞，它們不僅可幫助生成更多新的脊髓細胞，還能幫助恢復脊髓功能。
　　在成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，有幾種具有特性的細胞被視為具有在生理和病理條件下產(chǎn)生新細胞的干細胞或祖細胞。弗里森研究小組通過基因圖譜分析發(fā)現(xiàn)，在小鼠的脊髓中有一種新的原始細胞，即室管膜細胞。脊髓中具有干細胞特征的細胞包括少突膠質(zhì)細胞的祖細胞，能產(chǎn)生新的成熟的少突膠質(zhì)細胞；此外，還有星形膠質(zhì)細胞和室管膜細胞。后兩者在完整的脊髓中也能產(chǎn)生新的細胞。但是，只有室管膜細胞在完整的脊髓和脊髓受傷后能產(chǎn)生大量的子細胞。這意味著，一旦老鼠的骨髓組織受損，存在于骨髓中的室管膜細胞就會被激活，和一些其他類型的細胞一起，分化形成更多的新的骨髓細胞，成為新骨髓細胞的主要來源。
　　這個發(fā)現(xiàn)的意義在于，脊髓受損后，如果能通過藥物或某種細胞因子，有選擇地刺激室管膜細胞，就能讓其分化形成更多的脊髓新(子)細胞，從而迅速地和高質(zhì)量地幫助受損脊髓恢復功能。脊髓功能的恢復則意味著人和動物能坐立、走動，甚至運動。
　　然而迄今為止，這只是一種美好的希望。桑蘭就是一個典型的例子。1998年，17歲的桑蘭在參加比賽中不慎受傷，第六頸椎和第七頸椎錯位。此后，她再也沒有起來。
　　桑蘭的脊髓受損是“完全性脊髓損傷”。要想治愈完全性脊髓損傷必須要讓脊髓中樞神經(jīng)再生和修復cWuKuU4N8mnjdX9YFUg+IA==，但目前世界上還沒有任何有效的方法能讓中樞神經(jīng)再生。原因就在于脊髓中的干細胞，無論是星形膠質(zhì)細胞，還是少突膠質(zhì)細胞，以及新發(fā)現(xiàn)的室管膜細胞，都還不能完全啟動和修復受損的脊髓。所以，要讓脊髓中的干細胞定性和大量生長，以修復受損的脊髓，還需要更多的探索。但是，讓脊髓中的干細胞生長比引進外源性干細胞，包括胚胎干細胞和誘導多能干細胞更有優(yōu)勢，至少自身的干細胞不會引起免疫排異反應。
　　
　　相關鏈接
　　大腦的變化
　　
　　英國研究人員凱瑟琳·麥考里夫最近指出，人類在進化的過程中可能越來越笨。因為最新的研究顯示，人類大腦在過去的27)-年中不斷地縮小。
　　凱瑟琳等人的研究發(fā)現(xiàn)，過去2萬年來男性腦容量從1500立方厘米縮小到1350立方厘米，大腦容積的縮小相當于一枚網(wǎng)球大??；而女性的腦容量縮小比例與男性相同。如果認同大腦容量決定聰明程度，則這項發(fā)現(xiàn)意味著人類變得越來越笨。
　　那么，人的大腦是如何變小的呢?一些假說認為，現(xiàn)代人戶外活動較少、食物較易消化，所以大腦的某些功能退化，加上嬰兒死亡率下降，令腦部體積較小的嬰兒得以生存，人類腦部的平均體積減少。
　　但是，對此種解釋有不少科學家并不認同。美國威斯康辛大學人類學家約翰·霍克斯認為，從社會現(xiàn)象來看，人腦不斷縮小并不必然代表人類的智慧也在衰退。因為，人類的用腦量終其一生也不會超過大腦總?cè)萘康?0％，然而大腦無時無刻不在消耗著大量的能量。較小的腦部會消耗較少能量，更快完成發(fā)育。
　　人類的大腦不斷縮小不但不會影響人的智力，還能夠為我們省下不必要的能量消耗，這是典型的進化體現(xiàn)。此外，人類人口在2萬年至1萬年前快速增長，引發(fā)突變，腦部變小，但神經(jīng)化學物質(zhì)提高了腦部的能力。雖然大腦容量在縮小，可是大腦的利用率卻不斷地提