張 磊，陳 墅，檀 琳(綜述)，陳良為(審校)

(第四軍醫(yī)大學(xué)1口腔醫(yī)學(xué)系學(xué)員十一隊，2基礎(chǔ)部神經(jīng)生物學(xué)教研室，西安710032)

帕金森病(Parkinson Disease，PD)是人類常見的神經(jīng)退行性疾病之一，其發(fā)生與多巴胺、蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶、Parkin基因、PINK1基因和突觸核蛋白等有關(guān)［1］。病理變化較為明確的表現(xiàn)是殘存神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)Lewy小體形成、膠質(zhì)增生以及黑質(zhì)、蒼白球區(qū)的多巴胺能神經(jīng)元的變性、缺失，導(dǎo)致腦內(nèi)多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)相對減少［2］。其臨床主要表現(xiàn)為靜止性震顫、肌肉僵直、運(yùn)動障礙、特殊姿勢等，同時伴有大量的精神癥狀，如抑郁、淡漠、焦慮、幻想、妄想、癡呆等。目前PD無明確的治療方法，主要有藥物治療、外科手術(shù)治療、神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cells，NSCs)移植治療三種方法。其中NSCs移植治療PD具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 PD的治療現(xiàn)狀

藥物治療是PD治療的一種重要方法。PD治療的藥物至今已經(jīng)發(fā)展到了第四代，有抗膽堿能藥、抗組胺藥、左旋多巴類藥、多巴胺受體激動劑、單胺氧化酶B抑制劑、兒茶酚胺氧位甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑等［3］，但目前治療PD最有效的方法依舊是左旋多巴的替代治療。左旋多巴治療PD可使得患者的生活質(zhì)量明顯改善、壽命延長、降低病死率，但其在治療過程中會出現(xiàn)嚴(yán)重的不良反應(yīng)。目前國外學(xué)者主要把治療PD藥物的不良反應(yīng)分為兩類:①Ⅰ型不良反應(yīng)。這類不良反應(yīng)的出現(xiàn)可以用藥物的藥理學(xué)特性解釋，臨床醫(yī)師是可預(yù)測的。出現(xiàn)頻率高，有劑量依賴性，通常無致死性。如左旋多巴在外周引起的惡心、嘔吐、腹痛、厭食及心率失常等癥狀，在中樞引起的幻視和癥狀波動以及異動癥等。它們通常與左旋多巴在消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的過度作用有關(guān)。②Ⅱ型不良反應(yīng)。這類不良反應(yīng)發(fā)生機(jī)制與藥物的藥理作用無關(guān)，通常也不可預(yù)測，如兒茶酚鄰位甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑引起的腹瀉和肝毒性，麥角堿類多巴胺受體激動劑引起的脫發(fā)、胸腹膜纖維化、紅斑性肢痛癥等［4］。

目前外科治療PD的方法主要有兩種:腦內(nèi)核團(tuán)毀損術(shù)和腦深部電刺激術(shù)。近年，腦深部電刺激因其微侵襲性、可調(diào)節(jié)性、可逆性、療效持久等優(yōu)點(diǎn)已逐漸替代了毀損術(shù)。腦深部電刺激是采用立體定向手術(shù)將微電極植入患者的腦內(nèi)靶點(diǎn)，并采用高頻電刺激改變相應(yīng)核團(tuán)興奮性，從而改善PD癥狀的一種微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)方法［5］。但是，腦深部電刺激治療PD易出現(xiàn)并發(fā)癥，易出現(xiàn)術(shù)中并發(fā)癥，主要可表現(xiàn)為顱內(nèi)出血和(或)感染。刺激相關(guān)并發(fā)癥，可出現(xiàn)肌肉收縮、眼球運(yùn)動障礙、感覺障礙、肢體麻木等。此外，當(dāng)腦深部電刺激設(shè)備出現(xiàn)問題時亦可出現(xiàn)相關(guān)并發(fā)癥。

2 NSCs移植治療PD

近年來，研究發(fā)現(xiàn)哺乳動物中樞神經(jīng)細(xì)胞并非不可再生，如NSCs常處于靜止?fàn)顟B(tài)，只有在損傷后才受到刺激活躍增生，多數(shù)情況下，這些細(xì)胞都會向星形膠質(zhì)細(xì)胞的方向分化，參與局部的瘢痕形成［6］。隨著NSCs鑒定、誘導(dǎo)、遷移、整合等技術(shù)的成熟，NSCs替代治療PD等神經(jīng)變性疾病成為可能，極具發(fā)展前景和應(yīng)用價值。

2.1 NSCs 是指具有自我更新能力，多向分化潛能力，并具有提供一定量腦組織能力的一組細(xì)胞群，在一定條件下可分化為神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。成人的NSCs主要存在于海馬齒狀回下分子層和前腦的室管膜下區(qū)、紋狀體、嗅球是NSCs發(fā)生的主要區(qū)域。在我國用于移植治療PD的NSCs主要是從患癲癇、腦瘤或創(chuàng)傷的患者外科手術(shù)時切除的部分腦組織中分離獲得的，然后再通過不同的外科技術(shù)來加以分離［7］。NSCs的特點(diǎn):①回歸特性。在NSCs移植過程中，它有向著其起源部位，或功能及解剖區(qū)域的特殊趨化作用，有助于移植后的替代作用。②平均遷移性。NSCs移植后，逐漸向密度較小的區(qū)域遷移，有助于移植后作用的發(fā)揮。③增殖分化性。NSCs后在適當(dāng)?shù)奈h(huán)境下，可以增殖分化為特定細(xì)胞，包括神經(jīng)系統(tǒng)三類主要細(xì)胞——神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞，能為中樞神經(jīng)移植提供大量的細(xì)胞供體源［8］。

2.2 NSCs的移植策略 PD的主要病理過程為黑質(zhì)-紋狀體內(nèi)的多巴胺能神經(jīng)元變性，進(jìn)而導(dǎo)致多巴胺遞質(zhì)分泌減少。在20世紀(jì)中期，Lindvall等［9］首次將含多巴胺能神經(jīng)元的胚胎腦組織移植入PD患者的紋狀體，替代退變的黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能部分改善患者的臨床癥狀，之后利用NSCs治療PD的研究便逐漸興起。目前，NSCs治療PD的策略主要由以下三種。

2.2.1 NSCs在體外分離培養(yǎng)后直接移植 在體外分離培養(yǎng)NSCs之后，直接移植到紋狀體，并在特定的環(huán)境信號、細(xì)胞因子等的共同作用下誘導(dǎo)成為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元。鄭敏等［10］通過體外單克隆法培養(yǎng)分離NSCs，利用免疫細(xì)胞化學(xué)檢測多向分化潛能及特異性標(biāo)記巢蛋白。并將脒基苯基吲哚標(biāo)記的NSC植入建立的PD大鼠模型中，檢測6-羥基多巴胺誘發(fā)的旋轉(zhuǎn)行為、熒光檢測標(biāo)記細(xì)胞的分布情況，免疫細(xì)胞化學(xué)和高效液相色譜檢測細(xì)胞分化和神經(jīng)遞質(zhì)水平，結(jié)果顯示NSCs在腦內(nèi)遷移，并在紋狀體內(nèi)形成少量酪氨酸羥化酶陽性細(xì)胞。植入后紋狀體內(nèi)多巴胺及其代謝產(chǎn)物水平上升，說明NSCs在體外大量擴(kuò)增后植入PD腦內(nèi)能長期存活并分化、分泌神經(jīng)遞質(zhì)，從而部分改善PD癥狀。

2.2.2 NSCs在體外培養(yǎng)誘導(dǎo)后移植 NSCs體外培養(yǎng)、增殖、誘導(dǎo)分化為特定的黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞或黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)前體細(xì)胞，再進(jìn)行移植［11］。NSCs在增殖時形成表達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)祖細(xì)胞標(biāo)記免疫活性的細(xì)胞球。在包含有白細(xì)胞介素1b、白細(xì)胞介素11和膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等分化介質(zhì)中可形成酪氨酸羥化酶免疫活性的細(xì)胞，這些細(xì)胞表現(xiàn)為多巴胺能神經(jīng)元的形態(tài)學(xué)和功能的特性，包括多巴胺的產(chǎn)生和釋放［12］。有研究者利用體外培養(yǎng)將NSCs大量增殖，并將其誘導(dǎo)分化為多巴胺能神經(jīng)元，然后將其植入PD模型大鼠模型中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD大鼠的運(yùn)動功能明顯改善。

2.2.3 NSCs移植聯(lián)合基因治療策略 酪氨酸羥化酶基因、孤兒核受體基因、腫瘤抑癌基因、膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子基因等修飾NSCs移植治療PD是近年來興起的熱點(diǎn)，而酪氨酸羥化酶是多巴胺合成的限速酶，是PD基因治療最早選擇的目的基因。Ryu等［13］將酪氨酸羥化酶、鳥苷三磷酸環(huán)化水解酶1聯(lián)合基因修飾的C17.2系NSCs移植到PD鼠模型紋狀體中，發(fā)現(xiàn)NSCs能夠很好地存活、遷移和分化，并能明顯地改善動物行為。徐勝利等［14］將人膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因轉(zhuǎn)染的大鼠NSCs移植于PD模型大鼠模型中，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子基因修飾NSCs移植能有效改善損傷黑質(zhì)-紋狀體的多巴胺系統(tǒng)功能。Huot等［15］用孤兒核受體轉(zhuǎn)染NSCs后能夠很好地分化為多巴胺能神經(jīng)元，存活一段時間后，整合到帕金森小鼠的紋狀體內(nèi)，并且能夠很好地逆轉(zhuǎn)小鼠動作的缺陷。

2.3 促進(jìn)內(nèi)源性多巴胺能神經(jīng)發(fā)生 離體NSCs的增殖和分化受到多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的影響，如成纖維生長因子、表皮生長因子。在這些因子的作用下，NSCs能夠分化為神經(jīng)元或者是膠質(zhì)細(xì)胞，可激活內(nèi)源性NSCs遷移到紋狀體。利用存在于成年哺乳動物腦內(nèi)存在的NSCs，刺激它們在腦內(nèi)增殖、遷移，并建立適宜的微環(huán)境，使之最終分化為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元，并與周圍的突觸建立聯(lián)系［16］。

2.4 NSCs治療PD面臨的臨床問題 成功的NSCs移植治療PD的方法要想成功必須解決以下幾個問題:①移植后的細(xì)胞在宿主組織中長期存活問題。②移植后細(xì)胞能夠定向分化為成熟的多巴胺能神經(jīng)元，并且具有成熟多巴胺能神經(jīng)元的分子學(xué)和組織學(xué)的特性［17］。③移植后細(xì)胞能夠釋放規(guī)定種類的多巴胺。④能夠長期逆轉(zhuǎn)PD患者的動作缺陷。⑤最小程度的不良反應(yīng)，如異動癥。⑥最大程度地減少腫瘤的形成。在動物模型研究報道中，NSCs的分化中多巴胺能神經(jīng)元較為缺乏，而有相當(dāng)一部分NSCs分化為腫瘤細(xì)胞，這對于多巴胺能神經(jīng)元缺乏的PD的治療來說十分不利［18］。

4 結(jié)語

隨著分子生物學(xué)技術(shù)等的快速發(fā)展以及PD研究的不斷深入，NSCs移植治療PD在不遠(yuǎn)的將來一定能夠取得重大的發(fā)展和突破。2006年，Takahashi等［19］通過反轉(zhuǎn)錄病毒將 Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc導(dǎo)入小鼠胚胎成纖維細(xì)胞，篩選出了與小鼠胚胎干細(xì)胞非常相似的細(xì)胞系，并將其命名為誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞。2007年Takahashi等［20］利用相同的技術(shù)獲得了人類誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞。Soldner等［21］研究小組利用慢病毒將Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc插入基因組中，成功誘導(dǎo)帕金森綜合征患者皮膚成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，并將其誘導(dǎo)分化成為多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞，取得了重大突破。如果能將誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞研究中的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到NSCs研究中去，可能會取得很好的效果。

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