神经干细胞研究进展
【摘要】神经干细胞(neural stem cells,NSCs)是一类存在于中枢神经系统中且能够保持长期自我更新、复制的能力,并能够向多方向进行分化的原始细胞。
近年来神经干细胞已成为科学研究的热点问题。
目前NSCs已经广泛地应用于中枢神经系统退行性疾病、肿瘤以及缺血损伤等疾病的治疗。
本文对近年国内外学者在神经干细胞上的研究进行列举分析与总结,并对未来神经干细胞的发展前景提出展望。
【关键词】神经干细胞;分化;基因治疗;细胞替代治疗
Advances on Neural Stem Cells
LIN He-yu
(Dalian Ocean University,Dalian Liaoning 116023,China)
【Abstract】Neural stem cells (NSCs)exist in central nervous system,which is a kind of archaeocyte that have ability to self-update,proliferate,and have a potential of multi-direction differentiation. In recent years,neural stem cells have been become a hot spot in scientific research. Neural stem cells are able to replace and repair nervous system by differentiation,which is widely used in the treatment of degenerative disease of the central nervous system,ischemic injury and tumor. On the base of the analysis of the correlative research,this paper tries to make a summary of the recent research on neural stem cells,and make the forecast to the development of NSCs in the future.
【Key words】Neural stem cell;Differentiation;Gene therapy;Cell replacement therapy
1992年,Reynolds等[1]从成年小鼠纹状体和海马体中分离到了能在体外不断分裂增殖,具有多种分化潜能的细胞群,打破了以往人们对神经细胞不能再生的观念,也由此引发了始于上世纪90年代,直至今天都是研究热点的神经干细胞(NSCs)方面的探究。
神经干细胞是指具有分化为神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞能力,能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞[2]。
Gage F H[3]提出神经干细胞的主要生物学特征包括:(1)多向分化的潜能,即可以分化成本系大部分类型的细胞包括神经元、星形胶质细胞以及少突胶质细胞等;(2)来源于神经组织,并能够分裂分化为神经组织;(3)能够自我复制的能力。
1 神经干细胞的分布
研究表明,成体的神经干细胞在灵长类动物、鸟类、啮齿类以及人类的中枢神经系统内均有存在,目前神经干细胞的研究已取得了较大的进展[4]。
在哺乳
动物胚胎期神经干细胞的研究中,已先后从大脑皮质、海马区、嗅球、纹状体、间脑、中脑、小脑和脊髓以及视网膜中分离得到干细胞[5]。
神经干细胞的发现,终结了科学界对神经细胞不可再生的观点,在生物学与神经系统科学上有重要意义。
2 神经干细胞的生物学特性
2.1 自我更新和多潜能分化
神经干细胞具有高度增殖和自我更新能力,当神经干细胞处于无血清、无黏着剂并含有丝分裂原的条件下能不断进行有丝分裂,并通过对称性和非对称性分裂,互相聚集成神经球(neurosphere),培养得到的神经球,可通过分散进行连续传代并且在此过程中其增殖能力及分化潜能很少发生变化[6],利用定向诱导技术发现可含有神经干细胞、处于分化过程中的神经前体细胞、凋亡细胞,甚至已分化完成后的神经元和神经胶质细胞[7]。
近些年我国一些学者的研究结果还表明更多的物质参与了神经干细胞的分化调控,如刘艳武等[8]用硝普钠(SNP)作为外源性NO的供体,发现NO能促进NSCs的分化,并能促进细胞分化后轴突的发育。
王永红等[9]应用免疫荧光染色法证明了银杏内酯B(GKB)对促进体外分化的NSC神经突起的生长与发育有明显的促进作用,表现为神经突起数目的增多和长度的增加。
神经干细胞良好的易增殖分化的特性,加上目前越来越多学者对其定向诱导方法、增殖机理的研究,将帮助我们更好的利用神经干细胞进行组织细胞修复等现今比较难解决的问题。
2.2 迁移功能和良好的组织融合性
在神经系统的发生和发育的过程中,NSCs能够沿着发育索的方向进行迁移。
实验证明,移植后的神经干细胞同样保留迁移能力。
董岳等[10]利用细胞免疫荧光及RT-PCR检测的方法证实了来源于胎鼠海马区的神经干细胞具有表达趋化因子受体CCR2的能力。
对海马区来源的NSCs进行琼脂糖细胞迁移实验,结果表明单核细胞趋化蛋白1在离体条件下可明显诱导神经干细胞向化学物质方向迁移,且随着实验所加趋化蛋白1浓度的递增,这种趋化性的迁移作用也越来越明显,由NSCs制备抗CCR2多克隆抗体,加入此多克隆抗体后发现趋化性的迁移作用被明显抑制。
NSCs的自我修复功能表现在当中枢神经系统发生病理学改变后,NSCs会进行迁移作用,且在损伤区域不断扩增以实现自我修复。
利用生物化学的方法刺激NSCs加速迁移至受损部位对缩短神经受损病人的恢复周期有一定作用。
因此,NSCs的迁移对于神经系统的发育和损伤修复具有重要的意义。
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