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一文了解神经干细胞稀缺性和重要性

干细胞者说  · 公众号  ·  · 2024-08-28 20:00

正文


神经细胞的传输

成年之后大脑就不会再制造神经元了,这意味着一旦发生神经损伤性疾病,人体自愈的可能性就很低,治疗也会困难很多,所以要保护好我们大脑,保护神经系统!
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神经干细胞的研究历史
1. 神经干细胞的发现和命名
1992年,加拿大病理学家雷诺兹首先在成年小鼠大脑的纹状体分离出能够在体外不断分裂增殖的、具有多向分化潜能的细胞群。由此,提出了神经干细胞 (Neural stem cell) 的概念。狭义的神经干细胞, 是指成体神经干细胞,指的是分布于胚胎及成人中枢及周围神经系统的干细胞。 简单的说,神经干细胞就是成年大脑中具有分化潜能和自我更新能力的母细胞,可分化产生神经组织的各类细胞 (包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞) 。神经干细胞具有体内迁徙的能力,可以从脑、脊髓等中枢系统迁徙到周围神经,并在那里安下家来,发挥作用。
神经干细胞最早从哪儿来呢? 当然都是从胚胎时期而来。不同的神经干细胞可产生不同神经细胞,分布于不同的位置。 (比如:只存在于胚胎时期的神经管上皮细胞,可以产生放射性胶质神经元和神经母细胞;前者可以分化出神经元前体细胞,后者可以分化出神经前体细胞;而这些细胞都可以产生各类神经胶质细胞。) 一般讲的神经干细胞,指的是存在脑中的中枢神经干细胞。 其实外周也有一些“神经干细胞”称为“神经嵴干细胞”,它们可以分化成外周神经细胞、神经内分泌细胞和施旺细胞,还能横向分化成色素细胞和平滑肌细胞。
2. 神经干细胞的分裂
神经干细胞有两种分裂方式:一种是对称分裂,即一次分裂产生两个相同的神经干细胞;另一种是不对称分裂,一次分裂产生两个不同细胞,一个是神经干细胞,另一个是分化的细胞,并随着不断分裂分化,最后变成成神经元或神经胶质细胞。 神经干细胞,不能像造血干细胞那样“生生不息”,而是越幼稚的细胞自我更新能力越强,越老的细胞则越弱,来自胚胎的神经干细胞自我更新能力最强,也具有最强的增殖分化能力。
小鼠大脑的神经干细胞分裂
在胚胎发育过程中,越早期的胎脑,其神经干细胞比率越高,用直接分离的自然流产的胚胎新鲜脑组织可以在体外增殖形成神经球。 科学家们通过胚胎干细胞、成体干细胞和神经干细胞在体外培养,使其分化成神经干细胞和各类神经细胞。
在胚胎发育的过程中,中枢神经系统的发育需要很多种的细胞因子和分化因子参与,受到细胞信号和细胞外微环境的严密调控。神经调控和神经微环境的研究,是目前神经科学最热门的方向之一。唯有知己知彼,我们才能真正做到“牵着神经干细胞的鼻子走”,定向诱导分化,定向移植,发挥作用。
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神经干细胞再生治疗的机制
神经干细胞再生治疗有三种方式:一是 利用移植细胞替代受损细胞 ,重建神经回路;二是 利用移植细胞保护受损细胞 ,长出轴突,形成突触;三是 利用移植细胞形成中间神经元 ,重建神经回路。
我们可以利用多种外源细胞进行移植 比如永生化的神经干细胞株、胚胎干细胞株、脐带血干细胞、胎儿神经干细胞、成人神经干细胞及骨髓间充质干细胞等 。这些细胞可以在体外培养、分化或者转基因后再移植来治疗各种神经疾病。
神经干细胞移植后,还可以通过分泌生长因子 如神经生长因子、脑源性神经生长因子、神经胶质源性生长因子、血管内皮生长因子等 ), 增加受损部位的内源性神经细胞的数量,提高存活率,激活它们,迁移到受损区域形成新的神经回路。

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神经干细胞的治疗方向

检索数据库:Medline

检索工具:知网/文献鸟/PubMed

近年来,中国已经发表了6990篇Medline收录的神经干细胞研究相关文章,其中,2019年发文530篇,2020年发文656篇,2021年发文669篇,2022年发文684篇,2023年最新发文567篇。

一直以来,神经干细胞的研究远远不达间充质干细胞那么多,但神经干细胞治疗在动物实验中已颇有成效。动物实验结果表明,脊髓里的神经干细胞虽然具有多向分化潜能,但自然状态下最容易分化成星形胶质细胞,而不能分化神经元,只是由胶质细胞形成没有功能的胶质瘢痕,不能形成有效的神经回路。

1. 帕金森
神经干细胞临床研究应用最多的还是帕金森病 。全世界已经有很多人接受了胎儿来源神经干细胞移植的治疗,有的患者在接受移植多年后症状仍可持续性改善。 帕金森病是大脑黑质区分泌多巴胺的神经细胞退化造成的一种疾病。在临床上,多采用多巴胺增效剂这样的药物来改善症状,但是药物用久了会产生耐药性,并且还有运动协调上的并发症。帕金森病,只受到单一多巴胺神经细胞的影响,动物模型研究也比较成熟。因此, 帕金森病一直是神经干细胞移植治疗的首选适应症。
胎儿神经干细胞移植可能成为帕金森病的治疗方法。尽管可以用 流产胎脑 的黑质区 (subatantia nigra) 脑组织进行移植,移植后的细胞可以存活,还能分泌多巴胺明显改善症状。不过, 胎儿神经干细胞移植治疗帕金森病还有诸多问题。 流产胎儿的获取有很大伦理问题, 材料非常不易获得
2. 脑卒中






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