神经干细胞的研究及其应用新进展

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1、神经干细胞的研究及其应用新进展[关键词]神经干细胞研究1992年，Reynolds[1]首次成功地从成年小鼠纹状体中分离出神经干细胞（neuralstemcell,NSC），于是“神经干细胞”这一概念被正式引入神经科学研究领域。可以总结为具有分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。不少文献中还提到神经祖细胞和神经前体细胞，目前认为，神经祖细胞是指比NSC更有明确发展方向的细胞，而神经前体细胞是指处于发育早期的增殖细胞，可指代NSC和神经祖细胞：与NSC相比，二者的分裂增殖能力较弱而分化能力较强，是有限增殖细胞，但三者均属NSC范畴。1.NSC的起源

2、、存在部位及生物学特征中枢神经系统的发育起源于神经沟、神经嵴、神经管；研究发现，NSC在神经管壁增殖，新生细胞呈放射状纤维迁移至脑的特定位置；主要存在于室管膜区，在成脑生发区以外的区域也广泛分布，即具有高度可塑性的神经前体细胞。现发现NSC的生物学特征为：（1）具有自我更新能力；（2）具有多向分化潜能，可分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞；（3）处于高度未分化状态；（4）终生具有增殖分化能力，在有损伤的局部环境信号变化的刺激下可以增殖分化。其中（1）和（2）是NSC的两个基本特征。2.NSC的基础研究进展NSC的增殖和分化调控是目前NSC研究的核心问题，最近的研究资料显示，NSC的增殖、分化

3、、迁移调控受多种相关因素的影响。2.1神经递质神经递质作为细胞外环境的一员，不仅介导神经元之间和神经元与效应器之间的信号传递，还参与NSC的增殖和分化。这些神经递质包括谷氨酸（G1u）、5-羟色胺（5-HT）、GABA、甘氨酸（G1y）、乙酰胆碱（Ach）一氧化氮（NO）、肾上腺素与性激素等。2.1.1G1u：在脑的发育过程中有高含量的G1u表达，Haydar等[2]发现，G1u可以通过大鼠胚胎皮质AMPA/KAR的激活调节室周区前体细胞的增殖，但GLU对室管膜区（SZ）和室管膜下区（SVZ）体内细胞的影响是不同的，它可增加SZ细胞的增殖，减少SVZ细胞的增殖；GLU还可促进神经元生长和分化。

4、2.1.25-HT：许多研究表明[3]，5-HT在皮质发育、突触形成中起重要作用，抑制5-HT合成或选择性损伤5-HT神经元则引起齿状回及脑室下区神经元增殖活性下降，5-HT可促进胶质细胞分化和髓鞘形成。2.1.3GABA：GABA是成体脑发育过程中主要的抑制性神经递质。Haydar等[2]发现，GABA受体的激活可控制神经前体细胞的细胞周期；Ste等几大类；目前认为，Hox的表达与中枢神经在发育中的分区有关，为不同神经元的发育提供位置特征；Pax的早期表达与神经发育过程中空间和时间的局限性有密切关系；Lim绝大多数在特定的神经元亚群中表达，参与特定神经元的发育。Galli等[11]发现，成体

5、哺乳动物室周区的NSC表达同源盒基因Emx2分化成神经元和胶质细胞时Emx2基因表达明显下调；然而，Emx2表达停止后，NSC对称分化为两个干细胞的频率增加，随着Emx2表达的增加，这种对称分化能力逐渐降低。2.3.4Nestin基因：Nestin属于中间丝蛋白家族，存在于分裂的NSC中，成熟神经元和胶质细胞不表达，被选作NSC的识别物，通过检测Nestin的表达即可确定多潜能干细胞的存在。3.NSC的应用研究进展随着对NSC了解的不断深入，国内外科学家积极开展对NSC的临床应用研究。表现如下：3.1细胞移植试验研究表明，NSC可用于损伤的神经细胞替代；如脑缺血的细胞移植治疗以成为目前脑移植的

6、新热点。多项研究证实，移植胚胎脑组织是修复脑损害，重建神经功能的有效治疗途径。目前有自体移植和异体移植两种途径，由于胎脑来源有限，并受到孕龄选择、活力保持、异体排斥反应及伦理道德等因素制约，使异体移植受到很大限制。于是自体移植的体外分离培养受到诸多科学家的深入研究并取得成功。刘辉等[12]将人类胎儿海马NSC移植入大鼠颅脑损伤模型，一周后发现NSC移植治疗组与未治疗损伤组相比，呈明显运动功能改善，NSC分裂增殖为神经元或胶质细胞，并向受损脑组织迁移，所以，NSC是细胞移植治疗颅脑损伤的一种良好来源。3.2基因载体治疗一些大分子物质如神经生长因子（NGF）、脑源性生长因子，尽管有治疗作用，却不能

7、通过血脑屏障，其治疗作用受到限制；然而，用NSC作载体，将编码特定神经递质或蛋白质因子的基因转导入NSC载体，以治疗S疾病，取得可喜进展，在脑肿瘤基因治疗更为突出。Benedetti等[13]将表达白介素-4的基因转导到C57BL6J小鼠原代神经组织细胞，然后将这些细胞注入已建立的胶质母细胞瘤模型中，结果导致大多数带瘤小鼠的存活，磁共振证实了大肿瘤渐进性缩小、消失。3.3神经损伤的再生大量的试验研