嗅鞘细胞与中枢神经损伤修复
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嗅鞘细胞简介嗅鞘细胞是目前所发现的极少数中枢神经系统可以再生的细胞之一。
其特点为终身具有神经再生功能,还能够释放多种神经营养因子、神经粘附分子,被认为是髓鞘化能力最强的胶质细胞。
逐渐用于治疗脊髓损伤。
嗅鞘细胞与胶质细胞、许旺细胞在表现型上有共同点,它们都能促进轴突的再生,主要区别在于嗅鞘细胞不但存在于中枢神经系统,也存在于外周神经中。
嗅黏膜中的神经元是唯一生后才生长并在成年时继续分化的神经元,寿命为4~12周,随着新细胞的生长,又建立了新的神经支配关系。
嗅鞘细胞存在于嗅神经及嗅球的神经层上,沿嗅神经的全长,从周围神经系统到中枢神经分布。
分化来源OECs和嗅上皮均来源于嗅基板,而嗅球与其它中枢神经系统结构均起源于神经管,因此在胚胎发育过程中嗅上皮与嗅球发育是两种不同的方向,原始嗅觉神经元伴随大量基板细胞从嗅上皮传出轴突向端脑泡方向迁移,其中嗅鞘细胞引导嗅神经轴突到达端脑泡,这些细胞形成早期的嗅球,接着嗅球发生外翻,迁移细胞覆在其表面形成一薄层,接着它们穿透胶质界膜引导形成嗅神经层和小球层,成为覆盖在嗅球表面新的胶质界膜,不同于中枢神经系统和其它组织的是:在成人阶段嗅鞘细胞依然可穿过这种胶质界膜。
主要特性嗅鞘细胞是一种嗅神经的支持细胞,它包被神经轴突迁徙入脑,在颅底它和嗅球的僧帽细胞相结合。
分布于嗅神经的全长,从嗅上皮基底膜一直到嗅球,主要位于嗅神经的纤维层,至于是否深入到颗粒层仍存在争议。
嗅鞘细胞具有雪旺氏细胞和星形胶质细胞的特性,但总的表现更趋于前者,它有两个独特的特征。
第一,它不仅存在于外周神经(雪旺氏细胞),而且存在于中枢神经(星形胶质细胞);第二,嗅粘膜具有终生再生能力,包括人类的嗅鞘细胞,这种再生是嗅鞘细胞参与高效调控的过程,尽管现在不清楚具体的机制。
嗅鞘细胞不同于星形细胞和雪旺氏细胞,但同时兼有这两种细胞的特性,有象雪旺氏细胞有助于轴突生长的作用,但比雪旺氏细胞更能使轴突长距离生长,即具有更强的迁徙性;也有象星形胶质细胞一样对神经元的存活及轴突的生长具有营养作用,但嗅鞘细胞还能够包裹神经元形成髓鞘,支持神经突起的生长。
中国嗅鞘细胞临床实验嗅鞘细胞是一种特殊的细胞类型,位于人体嗅觉系统中。
近年来,中国科学家进行了一系列的嗅鞘细胞临床实验,以探索其在疾病治疗和组织再生方面的潜力。
本文将概述中国嗅鞘细胞临床实验的重要进展。
一、嗅鞘细胞的特点及应用前景嗅鞘细胞是位于嗅觉黏膜中的一类支持性细胞,具有较强的再生能力和多向分化能力。
由于其特殊的生物学特性,嗅鞘细胞在组织修复和器官再生方面具有巨大的应用潜力。
中国科学家开始利用嗅鞘细胞进行临床实验,以验证其在疾病治疗中的有效性。
二、嗅鞘细胞在神经系统疾病治疗中的应用嗅鞘细胞在神经系统疾病治疗中表现出了巨大的潜力。
中国的嗅鞘细胞临床实验重点关注以下几个方面:1. 脊髓损伤修复:嗅鞘细胞可以促进脊髓损伤后的再生和修复过程。
中国科学家进行的一项临床实验显示,嗅鞘细胞移植可以改善患者的运动和感觉功能。
2. 中风后的恢复:中风是一种常见的神经系统疾病,会导致大脑功能损害。
中国的临床实验表明,嗅鞘细胞移植可以促进中风患者的运动和认知功能恢复。
3. 帕金森病治疗:帕金森病是一种神经系统退行性疾病,会导致运动功能受损。
中国科学家进行的一项实验表明,嗅鞘细胞移植可以改善帕金森病患者的运动功能。
三、嗅鞘细胞在组织再生中的应用除了神经系统疾病治疗外,嗅鞘细胞还被应用于组织再生领域。
中国的嗅鞘细胞临床实验在以下几个方面取得了突破:1. 感觉神经再生:感觉神经的损伤会导致丧失感觉功能。
中国科学家发现,嗅鞘细胞移植可以促进感觉神经的再生,提高受损区域的感觉功能恢复。
2. 创伤愈合:嗅鞘细胞存在于嗅觉黏膜中,这使得它们成为创伤愈合的理想来源。
中国的临床实验显示,嗅鞘细胞移植可以加速组织修复和创伤愈合的过程。
3. 非功能性器官再生:嗅鞘细胞的多向分化能力使其成为非功能性器官再生的有力候选细胞。
中国科学家进行的一项临床实验显示,嗅鞘细胞移植可以促进肝脏和胰腺的再生。
四、嗅鞘细胞临床实验中的挑战和展望嗅鞘细胞临床实验面临着一些挑战,如细胞来源和治疗效果的一致性。
嗅鞘细胞与中枢神经损伤修复【关键词】嗅鞘细胞与中枢神经损伤中枢神经损伤特别是脊髓损伤的修复,至今仍然是医学界的一个难题。
其原因是中枢神经的再生能力低下及外在环境对轴突再生的抑制作用。
国内外已进行了大量的实验来研究中枢神经损伤的修复问题。
这些研究主要从以下方面入手:拮抗神经生长的抑制性环境;刺激轴突再生;细胞移植。
用来移植的细胞类型有:胶质细胞包括雪旺细胞、少突神经胶质细胞或其前体细胞、嗅鞘细胞;神经干细胞;胚胎组织;基因修饰的成纤维细胞。
其中,嗅鞘细胞移植被认为是一种最有前景的手段,引起了学者们的广泛兴趣,进行了大量的实验研究并取得了显著成果,并在早期临床试验[1~3]中取得了一定的成功。
但随着研究的深入,已有学者提出嗅鞘细胞移植后中枢神经损伤修复失败的证据。
这是对嗅鞘细胞能够促进轴突再生和功能恢复这一普遍接受的观念的极大挑战。
本文重点将近几年来嗅鞘细胞移植修复中枢神经损伤的实验研究作一综述。
1 嗅鞘细胞的功能嗅鞘细胞位于嗅觉系统,终生具有支持神经发生的功能。
在嗅神经损伤后或在正常的细胞更新过程中,新生的嗅神经元由嗅上皮的基底干细胞产生,其轴突延伸通过筛板进入嗅球并与嗅球小球层的二级神经元建立突触联系。
这种周围神经的轴突能进入中枢神经系统并形成突触联系的情况是很少见的,而这种独特的现象与嗅鞘细胞的特殊功能有关[4]。
嗅鞘细胞能分泌多种细胞因子,包括:细胞黏附分子L1和E NCAM、神经营养因子如神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、胶质源性神经营养因子(GDNF)、神经营养素3(NT3)、神经营养素4/5(NT4/5)、神经肽Y、血小板源性生长因子(PDGF)等。
这些因子不仅能够促进轴突再生,而且还能为损伤的宿主细胞提供营养支持。
嗅鞘细胞还能分泌促进轴突生长的细胞外基质成分如:层黏连蛋白、纤维连接蛋白、Ⅳ型胶原等,特别是层黏连蛋白,被认为是嗅神经轴突延伸生长的最优底物。
此外,嗅鞘细胞还能表达与新生血管发生有关的结缔组织生长因子(CTGF)和血管内皮生长因子(VEGF),而新生血管形成被认为有助于神经修复。
嗅鞘细胞与中枢神经损伤修复【关键词】嗅鞘细胞与中枢神经损伤
中枢神经损伤特别是脊髓损伤的修复,至今仍然是医学界的一个难题。
其原因是中枢神经的再生能力低下及外在环境对轴突再生的抑制作用。
国内外已进行了大量的实验来研究中枢神经损伤的修复问题。
这些研究主要从以下方面入手:拮抗神经生长的抑制性环境;刺激轴突再生;细胞移植。
用来移植的细胞类型有:胶质细胞包括雪旺细胞、少突神经胶质细胞或其前体细胞、嗅鞘细胞;神经干细胞;胚胎组织;基因修饰的成纤维细胞。
其中,嗅鞘细胞移植被认为是一种最有前景的手段,引起了学者们的广泛兴趣,进行了大量的实验研究并取得了显著成果,并在早期临床试验[1~3]中取得了一定的成功。
但随着研究的深入,已有学者提出嗅鞘细胞移植后中枢神经损伤修复失败的证据。
这是对嗅鞘细胞能够促进轴突再生和功能恢复这一普遍接受的观念的极大挑战。
本文重点将近几年来嗅鞘细胞移植修复中枢神经损伤的实验研究作一综述。
1 嗅鞘细胞的功能
嗅鞘细胞位于嗅觉系统,终生具有支持神经发生的功能。
在嗅神经损伤后或在正常的细胞更新过程中,新生的嗅神经元由嗅上皮
的基底干细胞产生,其轴突延伸通过筛板进入嗅球并与嗅球小球层的二级神经元建立突触联系。
这种周围神经的轴突能进入中枢神经系统并形成突触联系的情况是很少见的,而这种独特的现象与嗅鞘细胞的特殊功能有关[4]。
嗅鞘细胞能分泌多种细胞因子,包括:细胞黏附分子L1和E NCAM、神经营养因子如神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、胶质源性神经营养因子(GDNF)、神经营养素3(NT3)、神经营养素4/5(NT4/5)、神经肽Y、血小板源性生长因子(PDGF)等。
这些因子不仅能够促进轴突再生,而且还能为损伤的宿主细胞提供营养支持。
嗅鞘细胞还能分泌促进轴突生长的细胞外基质成分如:层黏连蛋白、纤维连接蛋白、Ⅳ型胶原等,特别是层黏连蛋白,被认为是嗅神经轴突延伸生长的最优底物。
此外,嗅鞘细胞还能表达与新生血管发生有关的结缔组织生长因子(CTGF)和血管内皮生长因子(VEGF),而新生血管形成被认为有助于神经修复。
嗅鞘细胞还可以表达某些与髓鞘形成相关的蛋白,但依赖于培养的条件和嗅鞘细胞所处的发育阶段[5]。
嗅鞘细胞具有免疫功能。
早就有证据表明,嗅鞘细胞具有吞噬轴突碎片的功能。
近来对嗅球来源的嗅鞘细胞的吞噬活动的研究发现,嗅鞘细胞之所以对E NCAM和O4具有免疫反应性,实际上是由于嗅鞘细胞吞噬了E-NCAM和04阳性的轴突碎片造成的[6]。
嗅鞘细
胞能够防止被金黄色葡萄球菌和大肠杆菌污染的培养基出现浑浊,说明嗅鞘细胞具有抗菌作用,而这种抗菌作用与嗅鞘细胞的吞噬功能有关。
肺炎球菌感染能通过嗅神经从嗅上皮扩散到嗅球,但这种途径可以被一个目前尚不清楚的机制所限制,而嗅鞘细胞可能在这一机制中起着神经保护的作用。
一旦嗅鞘细胞被证实具有这种神经保护功能,那么将来就有可能通过鼻内给予某种药物或基因激活它们,从而防止人们罹患脑炎或脑膜炎[7]。
2 嗅鞘细胞促进中枢神经修复的机制
尽管已有大量实验证实嗅鞘细胞能促进中枢神经再生,但介导这一过程的确切机制仍不明确。
在体外,嗅鞘细胞可提供能促进神经元出芽的可溶性的和接触性的信号,如细胞因子BDNF、NT-3、NT-4/5。
当嗅鞘细胞直接与损伤的神经元接触时,轴突出芽最多。
如果嗅鞘细胞和损伤的神经元分隔开来,但共用同一培养基时,轴突出芽减少但并未完全消失。
这一结果表明,嗅鞘细胞诱导的轴突再生可能与其分泌的可溶性的因子和嗅鞘细胞膜直接与损伤轴突细胞膜间的相互作用有关。
Deumens等[8]认为这些因子和接触介导机制都参与了嗅鞘细胞刺激轴突生长的过程。
但这个过程的效率似乎与移植方式有关。
当嗅鞘细胞以多孔的生物材料为载体移植到脊髓时,皮质脊髓束轴突的出芽非常明显,而直接注射移植则不能达到相同的效果[9]。