浅论干细胞治疗脊髓损伤的研究进展.docx

浅论干细胞治疗脊髓损伤的研究进展【关键词】干细胞;脊髓损伤;治疗目前对于脊髓损伤(spinalcordinjury，SCI)的临床治疗主要是通过手术稳定当前的受损部位，大剂量的皮质类固醇能够帮助限制继发性损伤和术后的康复训练;神经保护剂(如米诺环素，Rho抑制剂，Cethrin等)的临床试验也即将开始。虽然这些治疗方案可以有一定的效果，但仍面临许多患者重要的神经功能障碍和残疾。随着研究的不断深入，干细胞已经逐步应用到了SCI的治疗中，但是也有很多障碍包括：确定干细胞的最佳来源细胞，移植之前优化其特点，减少干细胞疗法的风险，发展大型制造技术，并实现管理等都需要考虑政府批准[1]。本文就近年来关于干细胞治疗SCI的研究进展综述如下。1脊髓损伤的病理特征移植干细胞并不能够实现完全SCI后功能恢复。SCI主要病理特征是炎症损伤的发生，逐步出血性坏死，水肿，脱髓鞘和细胞的破坏。在SCI的早期阶段，有血管的破坏，灰质内神经元丧失和轴突髓鞘损伤，细胞死亡会导致兴奋中毒进一步加重损伤。谷氨酸在细胞外液聚集，从而导致过度活跃的神经递质受体。高浓度的钙进入细胞并激活酶(磷脂酶，蛋白酶等)破坏细胞结构。这种细胞损伤和其他变化常常导致细胞死亡(凋亡)和自由基脂质过氧化，这些都可能对移植细胞造成损害。巨噬细胞，中性粒细胞和T细胞迁移到外周循环，小胶质细胞(通常居住在脊髓)也被激活。小胶质细胞和巨噬细胞活化通过吞噬功能去除死细胞和碎片。因此，无论是SCI炎症早期还是慢性阶段都可能损害移植细胞。经过初期的伤害，破坏逐步扩展，部分较外部白质未被广泛破坏而根据干细胞的来源和基本特征的不同，主要可分为两种类型：胚胎干细胞和组织干细胞。胚胎干细胞是指来源于早期胚胎组织，具有高度自我更新和多向分化潜能的未分化细胞。包括3种类型：胚胎干细胞(embryonicstemcells，ES细胞)、胚胎生殖干细胞(embryonicgermcells，EG细胞)及畸胎瘤干细胞(embryoniccarcinomacells，EC细胞)。成体的许多组织和器官，如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力，未分化的细胞在其中起着关键作用。这种存在于已分化组织中的未分化细胞便是成体干细胞。多能成体干细胞只有来自早期胚胎的干细胞才具有全能的分化能力，这是目前大多数干细胞研究者所作出的结论。(1)神经干细胞(neuralstemcells)神经干细胞移植治疗SCI机制：①神经干细胞分化后产生的神经元和神经胶质细胞可以分泌多种神经营养因子，改善脊髓局部微环境并启动再生相关基因的顺序表达，使得损伤轴突开始再生。②产生多种细胞外基质，填充SCI后遗留的空腔，为再生的轴突提供支持物。③补充外伤后缺失的神经元和胶质细胞。④使残存脱髓鞘的神经纤维和新生的神经纤维形成新的髓鞘，保持神经纤维功能的完整性。LópezToledano等研究了El5大鼠纹状体分离出来的表皮生长因子扩增神经干细胞的成纤维细胞生长因子受体表达，发现了受体的发育相关性表达形式和细胞系特异性分布。在许多早期前体细胞和少突胶质细胞谱系可识别出成纤维细胞生长因子受体1和受体2。用碱性成纤维细胞生长因子处理神经干细胞的后代能增加前体细胞的增殖率和少突胶质细胞的数量，但分化神经元的数量大大减少。Biernaskie等认为由室管膜细胞产生的Noggin，可以阻止B型细胞的骨形态发生蛋白自分泌信号，从而产生一个邻近侧脑室的脑室下区的神经发生环境，促使室下区星形胶质细胞沿神经元谱系分化。干细胞存在的微环境还含有不同的细胞类型，提供机械的或营养的支持。中枢神经系统辐射状胶质细胞在早期脑发育中为神经元迁移提供支持作用，为神经元存活、增殖和分化提供神经营养信号。(2)胚胎干细胞(embryonicstemcells，ESCs)ESCs的发现是克兰史密斯和皮尔斯(1964)的早期工作。他们证明，单个胚胎细胞对自我发展有更新能力，并生成多种成熟细胞类型。ESCs可以从预先准备植入或胚泡阶段的胚胎(从创建的过程中未使用的胚胎体外受精的程序)，通过体细胞核移植。不同于一般的体细胞，ESCs可以几乎无限数量的增长，因为他们不经过衰老，保持高活性和正常细胞周期，他们不进行基因组，线粒体和表观遗传变化。杨建华等[10]将ESCs行3～4次传代后利用全反式维甲酸(retinoicacid，RA)进行诱导并培养，采用RTPCR法对诱导后的ESCs衍生细胞行巢蛋白(Nestin)、微管相关蛋白2等神经干细胞(neuralstemcells，NSCs)及神经细胞特异标志物检测，发现上述均有表达;将细胞植入小鼠SCI处后观察发现，小鼠后肢功能得到明显改善，XGal染色示阳性细胞向SCI远端迁移5mm以上，而且XGal染色阳性细胞表达神经元特异标志神经营养因子(neurot