神经干细胞研究进展

【摘 要】神经干细胞（neural stem cells，nscs）是一类存在于中枢神经系统中且能够保持长期自我更新、复制的能力，并能够向多方向进行分化的原始细胞。近年来神经干细胞已成为科学研究的热点问题。目前nscs已经广泛地应用于中枢神经系统退行性疾病、肿瘤以及缺血损伤等疾病的治疗。本文对近年国内外学者在神经干细胞上的研究进行列举分析与总结，并对未来神经干细胞的发展前景提出展望。

【关键词】神经干细胞；分化；基因治疗；细胞替代治疗 advances on neural stem cells lin he-yu

（dalian ocean university， dalian liaoning 116023， china） 【abstract】neural stem cells （nscs） exist in central nervous system， which is a kind of archaeocyte that have ability to self-update， proliferate， and have a potential of multi-direction differentiation. in recent years， neural stem cells have been become a hot spot in scientific research. neural stem cells are able to replace and repair nervous system by differentiation， which is widely used in the treatment of degenerative disease of the central nervous system， ischemic injury and tumor. on the base of the analysis of the correlative research， this paper tries to make a

summary of the recent research on neural stem cells， and make the forecast to the development of nscs in the future. 【key words】neural stem cell；differentiation；gene therapy；cell replacement therapy

1992年，reynolds等[1]从成年小鼠纹状体和海马体中分离到了能在体外不断分裂增殖，具有多种分化潜能的细胞群，打破了以往人们对神经细胞不能再生的观念，也由此引发了始于上世纪90年代，直至今天都是研究热点的神经干细胞（nscs）方面的探究。神经干细胞是指具有分化为神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞能力，能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞[2]。gage f h[3]提出神经干细胞的主要生物学特征包括：（1）多向分化的潜能，即可以分化成本系大部分类型的细胞包括神经元、星形胶质细胞以及少突胶质细胞等；（2）来源于神经组织，并能够分裂分化为神经组织；（3）能够自我复制的能力。 1 神经干细胞的分布

研究表明，成体的神经干细胞在灵长类动物、鸟类、啮齿类以及人类的中枢神经系统内均有存在，目前神经干细胞的研究已取得了较大的进展[4]。在哺乳动物胚胎期神经干细胞的研究中，已先后从大脑皮质、海马区、嗅球、纹状体、间脑、中脑、小脑和脊髓以及视网膜中分离得到干细胞[5]。神经干细胞的发现，终结了科学界对神经细胞不可再生的观点，在生物学与神经系统科学上有重要意义。

2 神经干细胞的生物学特性 2.1 自我更新和多潜能分化

神经干细胞具有高度增殖和自我更新能力，当神经干细胞处于无血清、无黏着剂并含有丝分裂原的条件下能不断进行有丝分裂，并通过对称性和非对称性分裂，互相聚集成神经球（neurosphere），培养得到的神经球，可通过分散进行连续传代并且在此过程中其增殖能力及分化潜能很少发生变化[6]，利用定向诱导技术发现可含有神经干细胞、处于分化过程中的神经前体细胞、凋亡细胞，甚至已分化完成后的神经元和神经胶质细胞[7]。

近些年我国一些学者的研究结果还表明更多的物质参与了神经干细胞的分化调控，如刘艳武等[8]用硝普钠（snp）作为外源性no的供体，发现no能促进nscs的分化，并能促进细胞分化后轴突的发育。王永红等[9]应用免疫荧光染色法证明了银杏内酯b（gkb）对促进体外分化的nsc神经突起的生长与发育有明显的促进作用，表现为神经突起数目的增多和长度的增加。

神经干细胞良好的易增殖分化的特性，加上目前越来越多学者对其定向诱导方法、增殖机理的研究，将帮助我们更好的利用神经干细胞进行组织细胞修复等现今比较难解决的问题。 2.2 迁移功能和良好的组织融合性

在神经系统的发生和发育的过程中，nscs能够沿着发育索的方向进行迁移。实验证明，移植后的神经干细胞同样保留迁移能力。 董岳等[10]利用细胞免疫荧光及rt-pcr检测的方法证实了来源

于胎鼠海马区的神经干细胞具有表达趋化因子受体ccr2的能力。对海马区来源的nscs进行琼脂糖细胞迁移实验，结果表明单核细胞趋化蛋白1在离体条件下可明显诱导神经干细胞向化学物质方向迁移，且随着实验所加趋化蛋白1浓度的递增，这种趋化性的迁移作用也越来越明显，由nscs制备抗ccr2多克隆抗体，加入此多克隆抗体后发现趋化性的迁移作用被明显抑制。

nscs的自我修复功能表现在当中枢神经系统发生病理学改变后， nscs会进行迁移作用，且在损伤区域不断扩增以实现自我修复。利用生物化学的方法刺激nscs加速迁移至受损部位对缩短神经受损病人的恢复周期有一定作用。因此， nscs的迁移对于神经系统的发育和损伤修复具有重要的意义。 2.3 低免疫原性

因为nscs的未分化特性，其细胞表面基本不具有免疫抗原，很少情况下被抗体识别，即有低免疫原性。因此，机体在移植异源的nscs后，很少发生排异反应，这样的优点使神经干细胞移植在神经修复等医学领域有较好发展。

高峰等[11]通过实验证明小鼠神经干细胞具有较弱的免疫原性，且其免疫原性明显低于同一个体的肝细胞。李红伟等[12]通过对人胚侧脑室下区的神经干细胞的研究表明，其在体外有一定的免疫原性，可促进外周血单核细胞增殖，移植时需注意免疫排斥问题。 从目前的研究来看，nscs虽具有低免疫原性，但移植过程中依然要注意较弱的免疫排斥反应可能对机体的影响，因此怎么样降低其

免疫原性，依赖于国内外学者更加努力的探索。 3 神经干细胞在医学领域的应用 3.1 细胞替代治疗

细胞替代治疗是重建受损神经系统的组织结构，并恢复神经系统功能的一种有效策略[13]。虽然胎脑细胞移植研究取得了令人振奋的结果，但由于每治疗1例帕金森病患者需要至少5～10个胚胎组织，因此供体细胞的来源是一个很大问题。另外，采用胚胎细胞所牵扯到的伦理问题也干扰了直接进行胎脑细胞移植在临床上的应用。因此，具有多分化潜能和可以体外培养等优点的神经干细胞逐渐走入人们的视线。

细胞替代治疗主要用于：（1）帕金森病。有研究证明把人胚多巴胺神经元移植到帕金森病患者脑内，能够显著改善60岁以下患者的临床症状，但对60岁以上的患者症状未见明显改善[14]。（2）阿尔茨海默病。我国学者杨春等[15]将经hoechst33258标记后的神经干细胞分别植入2周和4周移植组海马ca1区，然后采用y迷宫实验的方法对检大鼠的学习记忆能力进行检测，结果表明，移植组大鼠经移植神经干细胞入脑后，其脑突触的形成有良好的促进作用，由此使大鼠的学习记忆能力有所改善。（3）脊髓损伤。bethea等[16]认为，神经干细胞作为细胞移植材料用于治疗脊髓损伤前景可观。把神经干细胞移植到脊髓损伤的病理部位后，神经干细胞仍然可以存活，而且其还能整合入宿主组织中，分化出神经元、寡突胶质细胞和星状胶质细胞等神经细胞，进而填补损伤的区域。另外，

宿主的神经组织细胞还能够与移植nscs增殖分化来源的神经元细胞形成突触结构，修复病理性的神经环路。 3.2 基因治疗载体

从目前的研究来看，中枢神经系统受损后，执行自我修复的功能十分微弱，其原因除了内源性神经干细胞的数量很少，不足以在短时间内增殖分化修复受损区外，还由于损伤局部的微环境不适合神经细胞的再生。可利用转基因技术，使用nscs充当载体，在nscs基因中整合能够表达神经营养因子的基因片段，通过营养因子在受损部位的表达改善局部的微环境，为神经细胞的修复和增殖提供适宜的条件。

涂汉军[17]从sd大鼠脾脏提取trail基因，通过质粒

pdc315-trail的构建，为包装病毒提供支持，然后将转染trail的骨髓间充质干细胞同大鼠c6胶质瘤细胞共同培养，观察其对肿瘤细胞生长及凋亡的影响。结果表明神经干细胞能够定向迁移到周围组织中的胶质瘤细胞。因此nscs是通过转染目的基因来治疗胶质瘤的良好生物载体。 4 目前存在的问题

关于中枢神经系统的再生，现在仍然是一个困难的研究领域。目前仍具有很多未知的问题。nscs虽显示出对常规治疗后残存肿瘤细胞的治疗作用，但是其向肿瘤迁移的机制尚不清楚[18]，其分泌的因子是什么，能和哪些基因起到协同的作用仍旧没有研究透彻。神经干细胞的分裂分化与迁移的具体机制还有待进一步研究，对移植

后nscs的定向分化调节仍是亟需讨论的问题，且有研究发现移植到体内的外源性神经干细胞与机体还是具有一定的排斥反应，如何彻底消除这些排异反应，使神经干细胞的研究能更加造福于人类还是一个待解决的命题。 5 展望

nscs的研究虽然从上世纪90年代才开始进行，但已显示其前景不可小觑。利用基因芯片等技术对基因组进行高通量高内涵的检测，可对nscs细胞表面信号转导受体等做进一步了解，掌握激活其分裂分化潜能的方法，进而人为控制nscs分化特定的组织细胞来修复病损区域的神经组织并替代其功能。最新的研究发现外源性神经祖细胞通过组织金属蛋白酶-2（mmp-2）改变宿主环境，从而促进了神经元再生。这就提示我们在治疗中枢神经系统退行性疾病中，可以尝试采用nscs治疗等前沿的干细胞疗法，展示了nscs在未来临床应用可发挥的潜力。相信随着研究的不断深入，我们一定会取得更加优异的研究成果，使神经干细胞的应用普及到全世界每个角落。 【参考文献】

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