燕春州 綜述 孟純陽 審校

(濟寧醫(yī)學院臨床醫(yī)學院,濟寧 272013;濟寧醫(yī)學院附屬醫(yī)院，濟寧 272029)

神經病理性疼痛(neuropathic pain,NP)是通常由外傷、感染或局部缺血引起，神經系統(tǒng)的原發(fā)病變或功能障礙引發(fā)的進行性神經系統(tǒng)疾病。NP特征是異常的感覺癥狀，如自發(fā)性疼痛、痛覺過敏和異常刺激痛[1]。多數NP在誘發(fā)因素消除或原發(fā)病治愈后仍長期存在，給患者帶來極大的痛苦?，F有藥物對于治療NP療效均不理想，因此急需探尋新的治療方法。干細胞作為一種治療組織損傷的新策略，可為許多神經系統(tǒng)疾病提供有效的治療選擇。間充質干細胞廣泛來源于骨髓、臍帶、胎盤、羊水和脂肪組織等[2-3]，具有自體移植、供體來源容易、移植方式相對靈活、易于體外擴增等優(yōu)點[4-6]。間充質干細胞具有廣泛的分化和遷移能力，注入損傷部位可促進組織和神經修復，并且可以通過釋放神經營養(yǎng)因子以及抗炎蛋白，來調節(jié)小膠質細胞對促炎刺激的反應[7]。間充質干細胞為治療NP帶來了新的思路，具有廣闊的研究前景。

1 NP發(fā)病機制

NP發(fā)生時，外周敏化、中樞敏化、促炎因子的釋放以及痛覺受體表達上調等扮演著重要角色。外周敏化是指神經損傷發(fā)生后可促進巨噬細胞、淋巴細胞等分泌多種炎癥介質，當這種炎癥反應因NP而持續(xù)存在時，可導致初級傳入傷害性感受器過度興奮。中樞敏化是指脊髓背角神經元的超興奮性，與NP的發(fā)生和維持密切相關[8]。中樞敏化可能關鍵取決于N-甲基-D-天冬氨酸受體和谷氨酸代謝型受體激活引起的細胞內變化[9]。NP時，傷害感受性神經元的可塑性，小膠質細胞活化和過度興奮性(中樞敏化)可能導致中樞傷害感受性神經元的病理激活。近年來研究表明，中樞神經細胞和外周巨噬細胞中的非神經細胞和小膠質細胞分泌的多種促炎因子和趨化因子在NP中發(fā)揮重要作用[10-11]。此外，疼痛受體的表達上調(如P2X3、 P2X4、P2X7受體)也在NP的發(fā)生和維持過程中發(fā)揮作用[12]。

2 間充質干細胞在NP治療中的應用

2.1 骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSC)與NP

Yoo等[13]采用不同的注射方法注射BM-MSC，鞘內注射(intrathecal，IT) 和腹膜內注射(intrapaw,IP)均可降低小鼠的膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)的表達，NP 小鼠模型的機械性異常性疼痛得到改善。BM-MSC也可通過抑制蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)和背角神經元中環(huán)磷酸腺苷反應元件結合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)的表達改善小鼠運動功能和機械異常性疼痛[14]。在炎癥因子方面，BM-MSC可以減少坐骨神經損傷模型(spared nerve injury,SNI)小鼠前額葉皮層中神經半乳糖苷酶的過度活化以及減少星形膠質細胞和小膠質細胞的活化，同時降低SNI小鼠脊髓中白細胞介素1β(IL-1β)和白細胞介素17(IL-17)水平，提高小鼠白細胞介素10(IL-10)水平[15]。在信號通路方面，Yang等[16]發(fā)現脊髓背角小膠質細胞TLR2/MyD88/NF-κB通路為靶點，通過腫瘤壞死因子-α刺激基因6蛋白(tumor necrosis factor alpha stimulated gene-6 protein，TSG-6)的分泌減輕NP。BM-MSC 可通過抑制核因子κB，(nuclear factor-κB，NF-κB)信號通路的同時，通過產生膠質細胞源性神經營養(yǎng)因子(glialcellline-derivedneurotrophicfactor，GDNF)促進PI3K/AKT信號通路的激活以減輕NP[17]。在基因修飾方面，經鞘內注射經人前腦啡肽原(human preproenkephalin ，HPPE)基因修飾的BM-MSC顯著減少了大鼠坐骨神經慢性壓迫模型(chronic constrictive injury，CCI)引起的機械異常性疼痛和熱痛覺過敏的發(fā)生。經HPPE修飾的 BM-MSC 分泌的亮氨酸腦啡肽(leu-enkephalin，L-EK)與對照組相比顯著增加[18]。在臨床實驗方面，通過腰椎穿刺將BM-MSC 置入患者蛛網膜下腔，發(fā)現患者NP、運動能力、括約肌功能障礙均表現出不同程度的臨床改善[19]。

2.2 臍帶間充質干細胞(umbilical cord mesenchymal stem cell，UC-MSC)與NP

連續(xù)鞘內注射UC-MSC外泌體可通過減弱脊髓神經結扎誘導的神經元活化和神經膠質細胞激活，降低腫瘤壞死因子-α( tumor necrosis factor-α，TNF-α)和 IL-1β的表達，提高IL-10表達水平、腦源性神經營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)和GDNF的表達；減輕神經結扎引起的疼痛[20]。BM-MSC和UC-MSC在大鼠模型中均能促進神經功能恢復、改善痛覺和痛覺過敏，并且二者在改善痛覺和痛覺過敏方面無顯著性差異[21]。UC-MSC可通過減少炎癥因子IL-6和TNF-α的分泌，上調GDNF的表達來增強受損脊髓組織的修復并發(fā)揮對NP的鎮(zhèn)痛作用[22]。

2.3 羊水間充質干細胞(human amniotic fluid derived mesenchymal stem cells ，hAFMSCs)與NP

尾靜脈對大鼠CCI模型注射人hAFMSCs能夠通過減少蛋白基因產物9.5(protein gene product 9.5，PGP9.5)、突觸囊泡蛋白和TNF-α以及脊髓背角OX-42的表達來減輕NP[23]。在細胞水平上，hAFMSCs與背根神經節(jié)細胞共培養(yǎng)也可減少TNF-α、IL-1β和突觸囊泡蛋白的表達。

2.4 脂肪間充質干細胞(adipose mesenchymal stem cells，AD-MSC)與NP

Forouzanfar等[24]研究發(fā)現通過尾靜脈注射經成纖維細胞生長因子1(Fibroblast growth factor1,FGF1)基因轉染的AD-MSC可改善大鼠CCI模型引所起的機械和熱超敏反應，TNF-α和GFAP的表達水平明顯降低，大鼠脊髓結構改變和細胞凋亡也顯著減少。Liu等[25]實驗表明，大鼠BM-MSC和大鼠AD-MSC中，兩種間充質干細胞在大鼠CCI模型中靜脈和鞘內移植均安全有效，均能顯著減輕NP。

綜上所述，間充質干細胞通過改善大鼠模型機械痛敏和熱痛敏癥狀、降低促炎因子的表達和小膠質細胞的活化治療NP。同時間充質干細胞可通過多種方式進行移植,在實驗中可靈活運用，包括鞘內注射、腹膜內注射、尾靜脈注射等，均能緩解大鼠NP。但由于其分子機制尚不清楚，未來間充質干細胞治療NP的分子機制將成為研究熱點。間充質干細胞治療NP雖取得一定進展，但大多數還僅存在于動物實驗，對人體實驗還相對較少。對于間充質干細胞的人體實驗，還存在較多問題和局限性，如間充質干細胞注射的劑量和濃度、間充質干細胞注射是否具有潛在危險性、最優(yōu)的注射的方法和途徑是否會影響治療效果和如何評判治療成功等尚未在醫(yī)學界形成共識，實驗人數較少且缺少隨機對照實驗等，還需進一步探究。

3 小結與展望

由于NP的發(fā)病機制尚不清楚，而臨床治療NP的藥物效果不理想，而且價格不菲，給患者和家庭都帶來沉重負擔。間充質干細胞作為干細胞的一員，在治療NP中取得一定的成果。近來研究表明間充質干細胞外泌體也具有治療NP的作用，仍需對間充質干細胞及其外泌體分泌的多種活性物質進一步探究，從而闡明其治療NP的分子機制。隨著未來間充質干細胞及其應用的大規(guī)模的實驗研究，間充質干細胞有望成為安全性高、耐受性良好和高效治療NP的新方法。