NSCs的特性及在周围神经缺损中的应用,细胞生物学论文.docx

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1、NSCs的特性及在周围神经缺损中的应用,细胞生物学论文神经干细胞(NSCs)具有低免疫源性，能自我更新、多向分化及迁徙性等生物学特性，是理想移植种子细胞。周围神经长段缺损治疗离不开移植物，包括自体、异体移植物、组织工程材料等。而这些移植物中自体神经是金标准，移植后构造和功能恢复最为理想。怎样使移植物尽可能接近或到达金标准成为每个科研工作者梦想。将NSCs与组织工程材料联合移植正成为周围神经长段缺损研究领域重要探寻求索方向，并已初步显示出该方向的应用前景。神经干细胞NSCs作为一种可分化成多种神经细胞的祖细胞，在周围神经损伤领域正显示出越来越大的种子细胞价值。另一方面，组织工程材料的丰富和发展使

2、周围神经损伤修复具有了更广泛选择。这两方面的研究基础能否在周围神经长段缺损修复中发挥积极的作用？本综述将就该系列问题进行阐述 1 周围神经缺损及修复机制：人周围神经3cm以上缺损可由切割伤、挤压伤、牵拉伤、糖尿病性损害等因素造成。周围神经缺损后，其在缺损远端和近端皆发生轴突变性和轴突反响，并可在轴突断端明显肿胀，构成回缩球。神经元胞体形态上肿胀，代谢发生改变，胞核内RNA合成以及胞体内蛋白质和酶含量都增加。部分神经元坏死后构成胶质瘢痕以及周围炎性细胞浸润不利于神经细胞生长及神经轴突延伸。除此之外，有研究表示清楚,在周围神经缺损后l周失神经支配的肌肉开场萎缩，6周后运动终板加速退变，8周后触觉小

3、体缩小，12周后触觉小体明显萎缩、内部构造不清，16周后运动终板消失。 这些病理改变是治疗神经损伤所面临的难题。缺损后再生与众多因素有关，包括神经局部血供，神经受损长度，神经局部张力等。其再生主要依靠雪旺细胞以及恰当的桥接物。雪旺氏细胞可分泌少量神经营养因子促进神经轴突发芽再生；还分泌细胞外基质构成类轴突髓鞘管状构造，为再生轴突的延伸和生长提供隧道。而雪旺氏细胞要发挥以上作用则要依靠于接触导向和神经趋化作用，对于周围神经缺损达1CM以上时，神经断端不能构成接触，远侧断端分泌的趋化因子的弥散作用几乎不能显效。而NSCs和桥接物移植联合移植用于周围神经缺损修复是具有可行性的。 2 NSCs的特性及

4、在周围神经缺损中的应用：NSCs存在于哺乳动物的胚胎和成体器官组织，表示出特殊标志蛋白Nestin。有学者将NSCs 的特性概括为：低免疫源性；能自我更新；有趋化作用；具有多分化潜能，能在多区域以恰当的方式产生神经系统的3种主要细胞神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞)。基于其生物学特性，NSCs可在体外进行培养和诱导分化，或用于体内移植。但不同源性NSCs，其内在分化方向有所不同。NSCs可直接作为移植物，移植后可在体内趋化迁移，如李宗芳等将绿色荧光蛋白阳性神经干细胞移植到面神经损伤大鼠脑中，再用荧光显微镜观察追踪发现移植神经干细胞存活且可向损伤侧面神经核周围迁移。除此之外，众多研究证实NSC

5、s在体外构建的培养环境或移植后在体内微环境的作用下能够出现多种不同分化结果，提示能够将NSCs移植后并构建相应的微环境使其向既定方向分化。亦有报道将在体外培养分化成的类雪旺细胞移植到大鼠坐骨神经，能够提高坐骨神经修复效果，但该法免疫排挤问题的解决效果仍值得商榷。另外，雷正旺等发现神经营养素3基因修饰的NSCs使轴突再生速度加快，可在一定程度上缓解失神经支配的肌肉萎缩，原因可能是内源性神经营养因子缓解了因神经连续性中断神经元缺乏神经营养因子的不利因素，使这更拓展了NSCs在周围神经长段缺损中应用范围。NSCs作为理想的移植细胞，当前常见移植方式方法有：(1)细胞悬液立体定位注射。 该法把NSCs

6、全部集中到病灶及其周边发挥治疗作用，但有容积占位效应，容易造成病灶新损伤。(2生物材料吸附移植法。该法可使NSCs与移植材料较好联合，同时解决容积占位效应，但是该法不易追加NSCs剂量。(3)静脉内细胞悬液输入法和细胞悬液蛛网膜下腔注射法。这2种方式方法创伤小，可屡次追加治疗剂量，但是难以控制NSCs去向，且到达病灶细胞数量比例低。除此之外NSCs移植机会也是关系到移植成败的一个重要因素。而对于移植后NSCs在人体内发挥作用的详细机制尚在研究探寻求索之中，但是根据国内外同事前期大量动物实验的结果进行归纳，可总结如下可能机制：(1)NSCs因组织损伤后释放的各种趋化因子吸引以及其本身趋化作用聚集

7、到损伤部位，分泌大量的营养物质，促进机体损伤神经功能的修复；(2)NSCs能够在周围环境的诱导和内在分化偏向共同作用下分化并代替人体内损伤或死亡的神经细胞。除此之外，NSCs联合组织工程材料移植，减少胶质瘢痕的构成也是促进周围神经损伤修复的因素。(3)NSCs能够加强神经突触之间的联络，建立新的神经环路。 3 周围神经长段缺损修复移植材料研究应用现在状况:人周围神经缺损达5CM以上，大鼠周围神经缺损达1.5CM以上或神经缺损长度超过其直径4倍以上长段缺损临床上鲜有能行无张力端端吻合者。当前常用移植物包括自体移植物和组织工程材料等。自体移植物中疗效最可靠的是自体神经移植，包括最常用的腓肠神经、前

8、臂内侧皮神经、前臂外侧皮神经等。但是自体神经移植是以牺牲供区部分功能为代价，且移植后较少有完全功能恢复者，当前研究方向主要集中在寻找自体神经良好替代物。组织工程的发展为我们提供了更多神经移植替代物选择空间，可分为：1人工合成类，如聚羟乙酸PGA、聚乳酸PLA、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物PLGA、聚二氧杂环已酮PDX研究较多，该类材料人工合成，在体内可降解，其制作的三维中空多孔隙构造即可为移植种子细胞提供良好附着体，又知足了移植后神经修复所需内外环境物质交换通道，但该类材料最大缺点是缺乏细胞外表辨别位点，无法特异性地调控和诱导种子细胞生长。2天然类，如胶原、壳聚糖、去除抗原性的异体神经导管。该类材

9、料来源天然，具有一定可塑性和机械强度，能在体内降解或被新生组织替代。如有研究将胶原-壳聚糖材料制作的神经导管电镜下观察具有良好空隙比例，且联合种子细胞移植于大鼠坐骨神经缺损处后观察到有髓神经纤维长入神经导管，且导管降解速度与神经生长速度相匹配。另有利用Triton-X100处理动物周围神经得到脱细胞神经，并证实其可较好保存神经天然立体构造及能促进神经再生的层粘连蛋白等成份并消除其免疫源性，在体外培养中支持种子细胞的黏附、生长及分泌神经营养因子。而低温冻存、辐射照射方式方法得到的异体神经通过毁坏了神经雪旺细胞、髓鞘、组织间隙细胞等抗原来源细胞而到达可用于移植的目的。 4 NSCs联桥接物在周围神

10、经长段缺损修复中的机制及研究应用现在状况 ： NSCs联合组织工程材料移植在周围神经损伤修复中的应用价值已越来越多地引起神经科学研究者的重视，并且已获得了较理想的效果。NSCs在体外与组织工程材料共培养后有较高的细胞粘附率，并且NSCs保持良好活性。而更多研究表示清楚NSCs与组织工程化神经导管联合移植在动物体内后，NSCs可分泌多种神经营养及生长因子，可补充神经连续性中断后缺乏的神经营养及生长因子，促进原有神经轴突长入组织工程化神经导管。而另一方面，NSCs可在导管内分化为神经元细胞，为神经修复直接补充神经元胞体和轴突。且组织工程化神经导管可与NSCs有好的生物相容性，并随着神经纤维的生长降

11、解。程赛宇等将大鼠NSCs植入壳聚糖制成的神经导管桥接物，联合移植于大鼠坐骨神经缺损段，并观察到NSCs与桥接物有好的组织相容性，且NSCs可分化为神经元细胞，并分泌GDNF因子营养神经断端和神经元胞体。而壳聚糖神经导管为可降解材料，能减少瘢痕构成，有利神经再生。而徐海栋利用牛胶原蛋白制作的组织工程化神经导管桥接修复人陈旧性上肢神经损伤24例，术后跟踪观察患肢运动神经传导速度恢复明显，该导管不仅可作为神经修复临时通道，还具有生物活性，能为细胞所辨别、趋化，引导轴突再生，为结合NSCs共移植提供好的参考。 5 存在问题及瞻望：NSCs具有分化为其他神经细胞潜力，但其分化与调控确切机制尚不明了。对

12、于怎样改善微环境，使更多干细胞分化为神经元与少突胶质细胞并维持细胞活性尚缺乏有效方式方法。在怎样扩大取材途径、缩短培养周期、消除致瘤性等方面也有值得研究的必要。对于异体周围神经的移植，在怎样有效保存、怎样降低抗原性与保存组织活性等方面，虽有一定研究成果，但仍有较长的路要走。组织工程材料固有组织相容性问题也是限制其应用的一大屏障。神经移植后，怎样提高神经再生速度和质量，维持靶器官的组织构造与功能更需要我们长期的探索。但我们相信，随着细胞生物技术、组织工程技术的进一步发展，在广大医学工作者的不懈努力下，所有这些障碍都将被攻克，周围神经长段缺损的修复将不再是困扰医学工作者的难题。 以下为参考文献 1

13、 朱盛修，宋守礼，主编.周围神经伤学M.北京市：人民军医出版社,2002. 2 蔺海燕.桥接神经元修复大鼠坐骨神经缺损的应用基础研究D. 第二军医大学,2018，DOI:10.7666/d.y1709863. 3 王苏平,王梓晗,彭道勇,等.干细胞及神经导管支架修复神经缺损J.中国组织工程研究与临床康复,2018,15(27):51195122.DOI:10.3969/j.issn.16738225.2018.27.041. 4 李宗芳,刘流,叶峻杰,等.面神经损伤大鼠脑内移植绿色荧光蛋白转基因胎鼠神经干细胞的成活及迁移J.中国组织工程研究与临床康复,2018,13(19):37713775.

14、DOI:10.3969/j.issn.16738225.2018.19.033. 5 Dezawa M ，Takahashi I ，Esaki M ，et a Sciatic nerveregeneration in rats induced by transplantation of in vitrodifferentiated bone marrow stromal cellS Eur J Neurosci ，2001,14:17711776 6 雷正旺,薄占东,洪光祥,等.神经营养素3基因修饰的神经干细胞对周围神经再生修复的影响J.中华实验外科杂志,2005,22(1):8082. 7

15、丁昌荣,杨选影,韩迎秋，等.富血小板血浆诱导骨髓间充质干细胞结合化学萃取去细胞神经修复坐骨神经缺损J.中国组织工程研究与临床康复,2018,14(27):49464950.DOI:10.3969/j.issn.16738225.2018.27.002. 8 裴雪涛，主编. 干细胞生物学【M】. 北京市：科学出版社, 2003. 9 易天华,董明敏.神经干细胞和周围神经损伤与修复J.推拿与康复医学下旬刊,2018,1(4):4244. 10 尤凤健.骨髓基质干细胞复合胶原-壳聚糖神经支架修复大鼠坐骨神经缺损的实验性研究D.第四军医大学,2018. 11 李明哲.组织工程化人工神经修复犬盆腔自主神

16、经损伤的实验研究D.中山大学,2018. 12 贾桦.脱细胞异种神经移植体复合骨髓基质细胞修复大鼠坐骨神经缺损的实验研究D.中国医科大学,2018. 13 衷鸿宾,卢世璧,侯树勋，等.人类去细胞同种异体神经移植物化学萃取方式方法的研究J.中华外科杂志,2003,41(1):6063. 14 张伟.组织工程化人工神经修复长节段周围神经损伤的实验研究D.第二军医大学,2018，DOI:10.7666/d.d151338. 15 贾桦.脱细胞异种神经移植体复合骨髓基质细胞修复大鼠坐骨神经缺损的实验研究D.中国医科大学,2018. 16 Murakami T; Fujimoto Y; Yasunaga

17、 Y; Ishida O; Tanaka N; IkutaY; Ochi M Transplanted neuronal progenitor cells in a peripheralnerve gap promote nerve repairJ.BRAIN RESEARCH.2003,Vol.974,NO.1-2,1724. 17 Akiyama Y，Honmou O，Kato T，et a1Transplantation of clonalneural precursor cells derived from adult human brain establishesfunctional peripheral myelin in the rat spinalcord Exp Neurol，2001，167(1)：27. 18 程赛宇.基因工程化神经干细胞结合组织工程材料治疗周围神经损伤的实验研究D.第三军医大学,2005，DOI:10.7666/d.y798327. 19 徐海栋,赵建宁,卢俊浩，等.组织工程化神经导管修复周围神经损 伤 J. 中 国 组 织 工 程 研 究,2020,(12):22052209.DOI:10.3969/ j.issn.20954344.2020.12.017.