成体神经发生与缺血性脑卒中_魏居瑞

中华中医药学刊成体神经发生与缺血性脑卒中魏居瑞，刘喆，何方（临安市人民医院综合康复科，浙江杭州311300）摘要：缺血性脑卒中可导致局灶性大脑神经细胞快速死亡，由于大脑细胞的专一化程度很高导致其他细胞无法替代，其治疗主要局限于预防神经细胞的死亡，但最近研究表明成体大脑可产生具有多向分化能力的神经干细胞，这为缺血性脑卒中的治疗带来希望。

概述了成体中枢神经发生的存在的研究及其在缺血性脑卒中治疗中的应用现状和前景。

关键词：神经干细胞；神经发生；缺血性脑卒中中图分类号：R255.2文献标识码：A文章编号：1673－7717（2011）06－1309－03Neurogensis and the Treatment of Ischemic Stroke in AdultsWEI Ju-rui ，LIU Zhe ，HE Fang（Lin＇an People＇s Hospital ，Hanzhou 311300，Zhejiang ，China ）Abstract ：Ischemic stroke can lead to local brain nerve cells die repidly．Because neuronal cells have high degree of specialzation makes it diffcult for syrviving cells to assume their fountions．Most therapeutic strategies are limited to the prevention of the neutonal cells death．Recently study confirmed that adults＇brain can produce nerve stem cells （NSC ）which can It bring the hope to treat the ischemic stroke ．This review summarizes existence and characteristics of central neurogenesis in adults and it application status quo and prospects in the treatment of ichemic stroke．Key words ：neurogenesis ；nerve stem cells ；ischemic stroke收稿日期：2010－12－25基金项目：浙江省自然科学基金资助项目（Y205389）作者简介：魏居瑞（1979－），男，甘肃临夏人，硕士，研究方向：中西医结合治疗脑血管疾病的临床与科研工作。

脑血管病（cerebral vascular diedsis ，CVD ）是除了心血管病之外的第一位死亡原因，并且患者的生存率极低［1］。

缺血性脑卒中（ischemic stroke ）约占脑血管病的70%，是脑血液供应障碍引起的缺血缺氧导致脑组织缺血性坏死，目前治疗主要局限于抢救缺血半暗带神经细胞及减轻再灌注损伤，治疗时间窗很窄（3 6h ），治疗时机不易把握。

一直认为神经发生仅存于胚胎发育阶段而成年哺乳动物大脑中不能产生新的神经元，但最近研究证实了成体大脑可产生神经干细胞（nerve stem cells ，NSC ）并且这种细胞具有多向分化功能［2］。

成体中枢神经发生将是脑结构性重建的有力手段，并且有望用于治疗脑卒中后神经功能的缺损。

1成体中枢神经发生的存在成体细胞衰老或损伤需要机体产生新细胞的能力，这些特定的组织和器官具有自我更新能力的干细胞，如：骨髓、肠及皮肤等组织，研究证实大脑也具有这种能力：神经发生特异性的存在于原始进化区域：脑室下层（subventricu-lar zone ，SVZ ）及海马齿状回颗粒下层（subgranular zone ，SGZ ）区域［3］。

最新研究又证实在大脑的其他部位亦可能存在NSC ，但这些部位NSC 以胶质细胞形态存在［4］。

这些NSC 在大多数时间内处于休眠状态———死亡与替代的相对平衡状态，但在特定条件可以功能性的整合于现存的神经回路中［5］。

2不同条件下的神经发生2．1生理条件下的神经发生在整个成年期海马齿状回持续产生新生颗粒神经元［6］，在成年大鼠齿状回可产生的新生神经细胞数量相当多每天有上千个［7］，我们可以通过细胞增值标记物Brdu 或用神经细胞家系表达标记物（Dcx ）来检测神经发生。

啮齿类动物SVZ 神经干细胞可迁移到嗅脑以替换死亡的神经细胞，然而人类SVZ 神经干细胞迁移方向不明确［8］。

虽然成体海马新生神经元的真正精确角色目前尚无定论［9－10］，但这些神经元成熟后就具有功能，并可能与学习和记忆有关［11］。

一些促进海马神经发生的因素往往能够改善学习功能，如：舒适的环境条件，体育锻炼及正常的思维学习［12－13］等可促进神经发生，而心情压抑则抑制神经发生［14］。

2．2病理条件下的神经发生成体神经发生积极参与了脑卒中后的神经修复。

脑卒中后某些信号分子加强，可诱导神经发生。

脑卒中无论是缺血性还是出血性引起的脑损伤可刺激神经发生及神经干细胞的迁移至损伤部位代替死亡的神经元发挥功能［15］。

研究发现脑卒中后神经发生区的神经干细胞迁移入非神经发生区存分化成有功能神经元，并整合到神经回路。

其他神经退行性变如Alzherimer ［16］，huntington＇s ，癫痫及帕金森氏病［17］的研究也发现神经发生现象。

成体中枢神经发生是对病理过程的应激性反映也是机体自我修复的表现，但9031中华中医药学刊这为成体中枢神经发生修复脑损伤提供了重要信息。

3成体神经发生的应用自从发现成体神经发生以来，神经科学工作者积极研究将这一发现运用与临床，以期最大限度的解除患者的痛苦，恢复各项生理功能．目前主要集中于1）：神经干细胞的移植研究，体外神经发生因子及神经营养因子的注射研究；2）：通过不同的干预方式如药物，功能锻炼，针灸等最大限度的激活内源性的神经发生；3）：在体诱导生成iPS细胞，分化为目标神经细胞参与神经修复等。

3．1神经干细胞的移植NSC在一定的环境因素的调控下，能够在体外分裂，诱导分化成为神经元和胶质细胞；并且通过基因操作，NSC可以作为载体用于神经系统疾病的基因治疗。

由此，人们希望能将健康的神经干细胞植入受损的大脑以恢复大脑的正常功能，NSC移植的效果很大程度上取决于植入的NSC在结构和功能上与宿主神经系统的整合程度。

移植到体内的NSC发挥治疗作用需要与宿主神经元形成突触连接和建立功能性神经回路，释放神经递质，产生神经营养因子或保护因子，目前应用最多、治疗效果最好的是脑组织神经干细胞移植治疗帕金森病［18］。

目前我国学者从患者受损脑组织中提取神经干细胞，体外培养、扩增后再植入损伤部位，患者可恢复部分认知功能。

由此可见，利用自体神经干细胞移植治疗中枢神经系统损伤将可提供一种新的治疗途径。

胚胎干细胞是功能最强大的一种干细胞，具有产生任何组织类型的潜能。

然而，许多人反对使用胚胎干细胞，异体细胞移植具有技术和供体来源等多方面的问题。

近期研究人员目标转向从人类成体组织制备干细胞，而不使用胚胎干细胞，成功绕开了卵细胞以及胚胎操作这些有关伦理的障碍。

iPS（“induced pluripotent stem cells”or“iPScells”）细胞的出现跨过了胚胎干细胞所遇到的论理学限制。

人类iPS细胞最初在2007年11月分别由位于日本和美国威斯康辛的2所实验室通过使用病毒为载体将4种基因（c－Myc，Oct4，Sox2，Klf4）拷贝导入皮肤细胞的基因组，而这4个基因编码出转录因子来启动和关闭其他一些基因，促使细胞“去分化”为干细胞，转化得到［19－21］。

该研究在应对干细胞医学发展的实际挑战方面迈出了重大的一步。

并且其传代细胞能契合病人本身的免疫系统，从而避免了组织排异的问题。

这使得iPS细胞作为替代物前景十分诱人，但前提是必须保证安全。

综上所述，细胞移植疗法可用于缺血性脑卒中损伤的修复。

治疗策略中既要包括细胞的替换，又要包括局部微环境的改善，且不同部位、不同时间的修复涉及到不同种类细胞的参与。

近期多项研究证实从人体组织中获取神经干细胞用于自体移植是可行的，如：《每日邮报》2010年6月25日报道“奇迹”干细胞让烧伤患者再现清晰视力，这个令人振奋的消息给所有神经系统疾病的患者带来极大的希望，但这需要大样本的临床研究证实，同时需要探索更为安全、有效、经济的路径。

在细胞移植疗法的临床应用有赖于神经功能恢复机制的进一步探讨，以及科学设计的高等哺乳动物实验和临床实验的证实。

细胞移植治疗缺血性脑卒中的最佳时机的研究也是今后研究的目标。

3．2通过不同的途径激活内源性的神经发生3．2．1生长因子促进神经干细胞的产生及分化外源NSC移植为从事神经损伤修复的研究者提供了一种新的治疗策略，但由于伦理学及技术方面的问题，NSC移植治疗脑缺血尚难运用于临床。

有学者认为在成体脑组织中神经元不能再生是因为存在抑制性因子或是缺少有丝分裂信号及迁移信号等，而并不是缺少干细胞。

由于NSC具有多向分化能力但分化的多向性和不确定性，给使用其进行移植治疗造成了障碍。

深入研究定向诱导分化过程的基因获得足够的神经元用于治疗，进而深入研究定向诱导分化过程的基因表达和信号通路，阐明作用机制对探讨更有效的的定向诱导方法，为临床及药物治疗提供依据。

神经营养因子与抑制因子之间的平衡可能决定着神经组织的是否再生［22］。

生长因子可加强神经发生，如成纤维生长因子－2（fibroblast growth factor－2，FGF－2），表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）等。

EGF可充当成年神经干细胞的丝裂原，促进NSC的分化。

bFGF对胚胎海马和皮质、成年脑室下区的多潜能NSC均有有丝分裂源的作用。

研究表明，Noggin及BMP作为神经发育阶段的重要的胚胎蛋白，通过拮抗骨形成蛋白（Bone morphogenetic pro-tein，BMP）的作用对不同脑区神经干细胞的增殖与分化有重要调控作用［23，24］。

血管内皮生长因子（vascular endothe-lial growth factor，VEGF）可以保护大脑皮层免受缺氧的损伤，而VEGF可促进血管发生、神经发生［25］。

今后的研究应趋向于神经干细胞移植及神经营养因子的注射等多途径多层次，多靶点配合。

而不是仅仅依靠一种途径。

3．2．2中医中药对神经发生的影响大量的实验研究证实，中医药（中药、针灸）对脑缺血的疗效机制涉及脑缺血“级联反应”的各个环节，是多环节、多靶点、多效应的。