干细胞治疗脊髓损伤的研究进展

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stem ceHs and
营养因子(neurotrophic factor,NF)。基因工程的 应用使干细胞应用前景更加广阔。但Howard等∽J
将鼠来源的ESCs进行基因修饰,使其表达抗凋亡 蛋白Bcl-2,再分别给SCI大鼠行经过基因修饰的 ESCs移植。6周后发现,治疗组与对照组后肢运
progenitors)
力和修复损伤的能力有限。尽管如此,不少国 家,包括我国在内,已经将OECs移植应用到临
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5 mm以上, 而且X—Gal染色阳性细胞表达神经元特异标志神经
床研究中去,以评价其临床有效性和安全性,相 信不久的将来,OECs移植重建脊髓功能会有一 个更为严格和客观的结论。 (4)内源性干细胞及前体细胞(endogenous
pathways after contusion—induced spinal cord
injury[J].J
Neurotmuma,2004,21:1831—1846.
[5]Keirstead I'IS,Nistor G,Bemai G,et a1.Human embryonic
stem
GFAP),在SVZ也发现了新生的OLs,并且细胞 量与Tf表达成正相关。此外,近年有研究指出促 红细胞生成素(erythropoietin,EPO)及其受体
内源性干细胞主要存
zone,
在于齿状回与室管膜下区(subventricular
SVZ)。中枢神经系统损伤后参与修复的内源性干 细胞主要来源于静息状态的干细胞被激活及成熟 神经细胞逆向分化,但其实际替代作用及神经元
再生非常有限,这可能与一些因素限制了内源性 干细胞、前体细胞及成熟神经元的再生功能有关, 其中包括胶质瘢痕形成、缺乏NF、硫酸蛋白聚糖
均可促进内源性干细胞增殖分化,增加神经表型
[6]hI P,Jones LL,Snyder EY,et a1.Neural
stem
cells,ES细
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
胞)、胚胎生殖干细胞(embryonic
germ cells,EG carcinoma
injury,glial娜,and
and regeneration
inflammation:
inhibitory extracellular
matrices
failure[J].Exp
Neural,2008,209:294—301.
[4]Anderson
ment
AJ,Robert S,Huang W。et a1.Activation of comple-
adenosine mono—
万方数据





学报
第12卷
phosphate,cAMP)水平下降等。 如何激活内源性干细胞系,使其增殖、分化,
再进入细胞循环更好地发挥修复作用,是备受关 注的问题。Cooper等¨纠向帕金森病模型大鼠纹状 体内注射TGF—a,发现可明显促进内源性干细胞 的增殖,并且发现从SVZ向外迁移出大量的Nestin 阳性前体细胞,但是这些细胞保持着未分化状态, 无任何神经元分化表现。Espinosa-jeffrey等¨刮将 TSl(人IGF一1与转铁蛋白Tf重组而成)注射入野 生型髓鞘发育缺陷的大鼠模型胼胝体内,注射后 发现其脑内表达NSCs标志物Nestin、NF以及胶质 细胞原纤维酸性蛋白(glial
质蛋白多糖,最终胶质瘢痕产生,这既是一种物 理性屏障也为轴突再生提供了环境H J。 因此,干细胞治疗SCI可能有必要在短暂治 疗窗(急性炎症和前胶质瘢痕形成)内移植才能 有效‘5|。 2干细胞的来源和分类
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
细胞)及畸胎瘤干细胞(embryonic
cells。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
cell—derived oligodendrocyte
progenitor
cell
transplants
remy-
elinate and restore locomotion after spinal cord msci,2005,25:4694—4705.
injury[J].J Neu-
EPO—R、微染色体维持蛋白、调控Notch信号途径
动功能BBB评分均无明显改善,在行基因修饰细
胞移植的大鼠SCI部位还发现了未分化的细胞团 块,这也表明了经基因修饰的ESCs有致瘤性这一
不稳定因素。越来越多的研究表明∞川,人类
ESCs可以向定向中枢神经系统方向分化为高纯度
及高浓度的神经细胞及其他种类细胞。但目前也
的抑制作用及环磷酸腺苷(cyclic
cells)
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M】。②
产生多种细胞外基质,填充SCI后遗留的空腔,
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
沈阳医学院学报Journal
of Shenyang Medical
College第12卷第1期2010年3月
干细胞治疗脊髓损伤的研究进展
阿良
(沈阳医学院奉天医院骨三科。辽宁沈阳110024)
[关键词]ff-细g;脊髓损伤;治疗 【中图分类号]R329.2 [文献标识码】A [文章编号]1008—2344(2010)01—0042-03
in・
[2]Fleming JC,Norenberg MD,Ramsay DA,et a1.Thecelhlar
flammatory
response
in
human spinal cords after
injury[J].
Brain,2006,129:3249—3269.
[3]Fitch
MT,Silver J.CNS
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。高浓度的钙进人细胞 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口J,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
结论。
(1)神经干细胞(neural
stem
【基金项目】辽宁省教育厅课题(No.2008727)
【作者简介l阿良(197I一),男(蒙古族).主任医师。教授
主要从事创伤骨科及膝关节外科研究.
细胞生长因子受体表达,发现了受体的发育相关
万方数据
第1期
阿良.干细胞治疗脊髓损伤的研究进展
・43・
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
目前对于脊髓损伤(spinal
cord
injury,SCI)
步加重。脱髓鞘脊髓损伤是一种持久不变的损
伤【3 J,星形胶质细胞反应开始出现(增殖,肥大
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(如米诺环索,Rho
等),产生活性细胞外基质成分如硫酸软骨素和角
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¨J。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
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(embryonic
和统一的结论。另外,仍有相当多的问题需解
决,如OECs的取材、培养、纯化等方面条件要 求严格,体内移植要求时间长,OECs移植后长 入远侧脊髓的轴突数量和质量离临床实际应用的 要求还有相当大的一段距离。最近,Lee等¨刮应 用核磁共振的方法对OECs在体内的迁移情况进 行了观察,发现移植在大鼠损伤脊髓2个月后的 OECs的迁移范围十分有限,没有观察到OECs能 跨越横断损伤的脊髓部位,认为在脊髓横断损伤 后,特别是在胶质瘢痕形成后,移植的OECs不
系统,并引导轴突终端与嗅球的相应部位建立功
能性联系,Ramon Cueto等¨2 o报道OECs移植进 大鼠完全损伤的脊髓平面,能促进皮质脊髓束中 的去甲肾上腺素能和5.羟色胺能神经纤维的长距 离再生,跨越SCI平面与远段脊髓相联系,并且 再生的轴突周围有髓鞘碱性表达;同时观察到实 验动物的感觉和运动功能均有明显的恢复。Bar- nett等¨刘回顾分析了大量的OECs移植的相关文 献,发现大部分文章的报道结果令人振奋,但不 同的实验室应用的细胞采集和培养技术和动物模 型建立的方法均不一样,难以得到一个较为客观