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激活内源性神经干细胞治疗阿尔茨海默病的研究进展
（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）
作者：张华 晏勇 孟涛 代政伟
【关键词】 内源性神经干细胞;阿尔海茨默病
阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)的病因较多、发病机制复杂，目前尚无特效治疗方法。AD的传统治疗药物包括胆碱酯酶抑制剂、N甲基D天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂、抗β淀粉样蛋白(Aβ)药物、神经生长因子、非甾体类抗炎药物等。这些药物能相对减轻AD的症状，但都不能阻止病情的进展，因而疗效有限。近年来兴起的干细胞移植治疗AD研究已显示出可喜的前景，但目前还存在关键技术突破、伦理及免疫等诸多问题〔1〕。随着神经发育学尤其是神经发生(neurogenesis)研究的深入，已揭示在成年个体中枢神经系统中存在神经干细胞(neural stem cells，NSCs)等前体细胞，在个体出现疾病时这些内源性NSCs可以少量增殖、迁移、分化成相应组织细胞(如神经细胞、胶质细胞等)以修复病变组织及改善机体功能。此重要发现改变了上世纪初确立并持续了近一个世纪的“神经细胞不能再生”的理论，为中枢神经系统疾病的治疗提供了新的途径〔2〕。然DOC格式论文，方便您的复制修改删减
而这种具修复功能的NSCs活化随着年龄老化而减少，因此，寻求激活内源性NSCs进而促进神经发生的方法或药物，以治疗神经变性疾病特别是AD已成为研究的热点〔3〕。
1 内源性NSCs的存在部位及来源
凡生物个体自身存在而非从外界导入的NSCs即称为内源性NSCs。成人的NSCs主要存在于侧脑室下区(SVZ)、海马齿状回颗粒下层(SGZ)、大脑皮质、第四脑室和脊髓中央管等部位〔4〕。这些部位的NSCs在多种病变或某些因素刺激下被激活，在损伤原位或异位增生后，由某些趋化因子引导向损伤部位迁移和分化。此外在神经系统的某些病理状态下，成熟神经细胞逆向分化、发生细胞骨架的胚胎回复，出现胚胎神经上皮细胞特性的再表达。这类细胞可能为星型胶质细胞或少突胶质细胞的前体细胞。成体神经发生包括内源性NSCs/神经祖细胞(NPCs)增生、迁移、分化为成熟神经元并将其功能整合入成活的神经网络中〔5〕，神经发生仅见于SVZ/嗅球系统和海马齿状回两个区域〔6〕。
2 AD病理情况下的内源性NSCs
在AD病理情况下，脑部可有内源性NSCs增殖。Jin等〔7〕研究了AD病变与NSCs增殖活化之间的关系，发现在AD患者的海马组织中，与NSCs增殖分化相关的蛋白标志物双皮质素、多唾液酸一神经元黏附分子和微管相关蛋白等均呈现高表达，新的神经元在CA1区增加。随后他们又发现在转基因小鼠AD模型中NSCs集中的两个区域(即SVZ和SGZ)均有NSCs活化与增殖〔8〕。同时，Ziabreva等〔9〕DOC格式论文，方便您的复制修改删减
的病例对照研究发现在AD患者SVZ区nestin(为NSCs特异性标记物)免疫反应性细胞明显增多。另外，Gan等〔10〕发现在AD转基因小鼠中Aβ斑块形成早期阶段海马区NPCs数轻微增加，而在Aβ斑块出现及进展阶段NPCs数明显增加。金国华等〔11〕以切断穹隆海马伞制作AD模型，结果表明在术后第7天时微管相关蛋白阳性神经元较多，第14天时细胞进一步迁移及成熟;正常组第7天时仅见少量微管相关蛋白阳性神经元，第14天时细胞稍增多;对照组第7天时未见微管相关蛋白阳性神经元，第14天时仅有少量微管相关蛋白阳性神经元。而且，穹隆海马伞切割侧的海马提取液可以明显促进NSCs分化为神经元和胆碱能神经元。但Rodríguez等〔12〕在AD转基因小鼠模型中发现雄性小鼠在9月龄时新的神经元生成减少73%，12月龄时没有新神经元生成。而雌性小鼠较早出现神经发生减少，在4月龄时即减少63%，在12月龄时几乎没有神经发生出现。这些研究结果提示AD本身能够一定程度诱导内源性NSCs的活化，以实现机体功能的代偿恢复，同时也说明随着病程的延长及年龄的逐渐增长，内源性NSCs活化逐渐减少。因此，通过外源性手段刺激内源性NSCs活化成为治疗AD所必须。
3 利用内源性NSCs治疗AD的优势及意义
由于内源性NSCs可针对环境的变化调整增殖与分化的速度，而且这种潜力不局限于正在进行神经组织生成的区域.因此可以用各种干预因素对其加以调整和改善，以期通过综合利用神经营养因子、针刺或电刺激、药物、康复治疗等促进NSCs的激活与增殖，并迁移至DOC格式论文，方便您的复制修改删减
靶区进一步分化与整合。利用内源性NSCs治疗AD比其他细胞替代疗法具有多种独特的优势：可以避免免疫反应、减少肿瘤发生、绕过了许多伦理问题等。因此其应用前景乐观，有理由相信它将成为AD治疗领域一座新的里程碑。
4 激活内源性NSCs治疗AD 的方式
成体内源性NSCs在一定条件下增殖、迁移、分化，新生的神经元可替代丢失的神经细胞发挥一定的功能。但是，仅靠这些自身激活的内源性NSCs还不足以完全修复神经功能。在缺乏任何外源性干预的情况下，新生NSCs的数量和存活时间均很有限。同时，由于血脑屏障的存在，使得大分子物质很难通过并到达其作用部位。近来研究显示，环境和药物等因素可调控内源性NSCs〔13〕。因此，目前学者们正探索运用外源性干预手段活化内源性NSCs增殖、迁移、分化等，以期达到有效治疗AD的目标。
4.1 环境因素激活内源性NSCs 生活在丰富环境中的AD小鼠，Wolf等〔14〕发现其水迷宫成绩提高、海马神经营养因子(NT3)和脑源性神经营养因子(BDNF)上调、海马神经发生增加;相反，生活在装有运动轮的笼子中的AD小鼠，尽管其体格得到了增强，但其空间学习能力及海马神经发生没有变化，且海马及皮质生长因子下调。说明丰富的环境能够促进各种营养因子的分泌，从而激活内源性NSCs。低氧能激活静止的NPCs，导致NPCs的扩增，随后分化为神经元和胶质细胞〔15〕。Zhu等〔16〕认为：在体外，低氧可以促进NSCs的生长及维持其成活，在体内低氧增加SVZ和齿状回内源性NSCs的数量，DOC格式论文，方便您的复制修改删减
其机制涉及到缺氧诱导因子1信号通路。因此推测，调整及丰富AD患者周围环境，对其症状的改善不失为一种有效的手段。
4.2 针刺疗法激活内源性NSCs 在祖国传统医学研究中，唐勇等〔17〕认为针刺疗法能增强海马内源性神经生长因子的表达，从而促进了海马内源性NSCs的增殖活化，并定向分化形成新生的胆碱能神经元，因此可用于AD的治疗。这无疑为AD患者提供了一有益治疗途径。
4.3 细胞因子激活NSCs Bauer等〔18〕发现白血病抑制因子(LIF)促进SVZ/嗅球NSCs的自我更新，最终导致NSCs池的扩张。因此联合其他因子，LIF可能促进成体脑神经细胞的再生。粒细胞集落刺激因子(GCSF)可以动员造血干细胞(HSCs)从骨髓进入外周血，AD小鼠皮下注射粒细胞集落刺激因子可以显著改善其认知功能、增加Aβ周围神经发生以及明显提高小鼠大脑乙酰胆碱水平等，因而认为粒细胞集落刺激因子是一种新的、非侵入性的治疗AD药物〔19〕。在AD小鼠模型中，Baron等〔20〕发现干扰素γ能提高成体小鼠海马齿状回神经发生，从而改善其空间学习记忆能力。另外，有研究认为
〔21〕血管内皮生长因子(VEGF)在活体内能刺激神经发生，在体外它是NSCs的营养因子并维持成体神经系统的神经发生，因此有助于神经变性疾病的治疗。最近证据表明，VEGF可以改善AD大鼠学习和记忆能力，其机制是通过刺激大鼠海马齿状回血管发生和神经发生〔22〕。在成体脑中，BDNF和5羟色胺(5HT)具有调节突触可塑性、神经发生和神经元存活功能，两者相互调节，如5HT刺激 BDNF表DOC格式论文，方便您的复制修改删减
达， BDNF增强 5HT神经元存活和生长。二者信号受损在AD等年龄相关性疾病的发病机制中起重要作用，增强二者的信号可能有助于治疗AD〔23〕。上述研究结果均提示各种细胞因子及神经营养因子能促进内源性NSCs活化，有治疗AD的潜能。
4.4 叶酸及多价不饱和脂肪酸激活内源性NSCs 叶酸缺乏抑制成体脑NPCs的增殖，进而影响神经发生〔24〕。低叶酸和高同型半胱氨酸(Hcy)与认知功能障碍密切相关，增加叶酸供应可以改善认知功能。联合应用叶酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸及花生四烯酸能改善AD的认知功能，因为它们能上调与神经发生、神经传递及连接有关的基因表达〔25〕。这些研究结果表明维持AD患者体内叶酸及多价不饱和脂肪酸正常水平，对利用其内源性NSCs是有益的。
4.5 非传统AD治疗药物激活内源性NSCs 银杏叶提取物761(EGb
761)能改善转基因AD小鼠认知功能，其机制除了EGb 761能抑制Aβ聚集、抗Aβ毒性外，EGb 761还能增加海马神经前体细胞数量及提高海马神经发生，因此具有预防和治疗AD的潜能〔26〕。脑活素(cerebrolysin) 有激活中枢神经系统内源性NSCs增生的作用，对急性脑卒中、血管性痴呆患者的认知功能和记忆、运动功能等有显著性改善。在AD转基因模型中，Rockenstein等〔27〕发现脑活素通过保护NPCs和减少细胞调亡，从而促进海马SGZ神经发生，并增强突轴的形成和记忆功能的获得。别孕烯醇酮为一种低分子量、容易透过血脑屏障、无毒的神经甾体类物质，Brinton等〔28〕体外实验给予别孕烯醇酮发现NPCs显著增加，而体内实验它可使转基因AD小鼠DOC格式论文，方便您的复制修改删减
SGZ区神经发生增加。右依法克生(dexefaroxan)为α2肾上腺素能受体拮抗剂，Rizk等〔29〕认为它可提高海马神经发生，促进海马新生的颗粒细胞存活。在双转基因鼠中，Butovsky等〔30〕发现格拉太米尔(一种治疗MS药物)可诱导神经发生和树突状小胶质细胞表达胰岛素样生长因子,从而减少Aβ斑块的形成和降低小鼠认知功能的损害。另外，5HT再摄取抑制剂促进海马神经发生并提高认知功能，Mowla等〔31〕分别用氟西汀(fluoxetine)+卡巴拉汀(rivastigmine);卡巴拉汀;安慰剂治疗三组AD患者，前两组可以改善认知功能(两组之间对改善认知功能无显著差异，但前者在日常生活和整体功能活动方面做得更好)，而安慰剂组在各方面测量均显著恶化。这些发现为非传统AD治疗药物治疗AD提供了有力证据，也为开辟新的AD治疗药物奠定了基础，其作用机理亦涉及到内源性NSCs的激活、促进神经发生等。
4.6 传统AD治疗药物激活内源性NSCs 目前用于改善认知功能和治疗痴呆的药物中也有一些具有激活内源性NSCs作用。美国学者Marutle等〔32〕报告用新一代胆碱酯酶抑制剂苯羟基丙氨酸(phenserine)治疗转基因鼠(APP23),既减少β淀粉样蛋白前体(APP)含量,又能促进内源性NSCs增殖。Jin等〔33〕发现他克林、加兰他敏和美金刚三种治疗AD的药物在体内能使小鼠SGZ及SVZ新生神经元增加26%～45%，在体外能使小鼠大脑皮质新生神经元增加40%。另外，Kaneko等〔34〕认为多奈哌齐能显著提高正常小鼠SGZ以及SVZ新生神经元的存活，且能逆转慢性应激诱导的神经发生减
