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神经损伤与修复1


将相应的递质注入颅内达到治疗效果。
替代疗法(细胞)
神经系统许多疾病发现均有不同程度的神经细胞丢失 或退变,①阿尔茨海默病是胆碱能神经元②帕金森氏 病是多巴胺能神经元丢失③亨廷顿舞蹈病是纹状体神 经元退变。 1、针对性的注射相应神经元。 2、移植干细胞,分化成相应的细胞。 目前对细胞移植后的分化和迁移成为热点。体外标 记后观察细胞的情况。常用BrdU、DAPI和GFP 3、体外研究也表明细胞具有分化或迁移特性。移植技 术比较成熟,但要模拟完全体内环境尚在研究中。 4、移植的细胞也会发生凋亡和死亡。
神经营养因子分类
神经营养素家族 睫状神经营养因子 胶质细胞系源性神经营养因子 已知的生长因子和细胞因子
神经营养素家族:
NGF, BDNF, NT-3, NT-4\5, NT-6, NT-7
作用形式:
NT受体:P75 低亲和力受体,能快速与配体 结合. Trk受体高亲和力受体,结合动力慢, 可通过Ras-MAP激酶途径和PI3激酶途 径发挥作用.
胶质细胞系源性神经营养因子(glial cell
line-derived neurotrophic factor, GDNF)
最初从大鼠胶质细胞系B49条件培养基中分离出。
促进中脑多巴胺神经元存活和分化。 GDNF可在全身各种组织中表达,表明对神经系统 和其他器官均有作用。 GDNF通过和复合受体发挥效应。受体有: GDNF 家族受体α,Ret受体。
2.3 P75mRNA表达量变化
基因治疗
③间接体内法是近几年来转基因治疗的主要研究策略, 它是用分子生物学技术将目的基因构建至载体,然 后用含有目的基因的载体转染或转导体外培养的细 胞,脑内移植使其表达目的基因产物而达到治疗作 用。 神经生长因子(NGF)基因修饰成纤维细胞,使其 分泌NGF,然后将此细胞移植至老年鼠基底核。观 察到NGF基因修饰的成纤维细胞在脑内存活6周并 持续表达NGF mRNA,大鼠的空间记忆障碍得到明 显的改善,基底前脑中NGF P75阳性细胞数明显增 多。
单能性干细胞:只能向某特定系统的细胞分化。
胚胎干细胞:具有多向分化潜能和无限增殖 能力的细胞。
成体干细胞:种类多,分布广。具有纵向和横 向分化能力。 包括:造血、骨髓间充质、肠、 表皮、肝、神经等干细胞。
神经干细胞存在位置 Neural stem cells(NSCs)
对于发育期脑内:主要存在于脑室区、脑室
替代疗法(组织)
神经组织移植即脑内移植是研究中枢神经系统修复的一种 有效手段。将脑组织移植入患病脑中,可观察①脑的 发育中神经元在新的环境中能否继续存活、分裂、分 化?②能否与宿主脑整合重建新的神经环路,并产生 功能效果?③是否出现程序性死亡?
1、自20世纪70年代末英国科学家发现脑移植不仅能存 活,而且具有功能效应。30年来研究集中在机制研究。 现已进行了脑移植修复退行性疾病的研究有帕金森氏 病、阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病、脑外伤、脑缺疗(促循环、代谢剂、激素)
神经营养因子和细胞因子(NGF、BDNF等)
替代疗法(递质、神经干细胞、组织) 基因治疗(直接、间接法)
传统观点:神经细胞不可再生 现在观点:

神经营养因子
神经营养因子(neurotrophic
factor)是能 支持神经元存活,促进其生长、分化,及维 持其功能的一类化学因子。
基因治疗
基因治疗优势:⑴基因表达产物可直接地特异 性地作用于靶细胞,从而减少因使用药物所引 起的全身副作用;⑵一次性脑内注射可减少经 常性脑内注射引起的局部炎症反应和脑部感染; ⑶移植基因修饰细胞或者直接将含有目的基因 的载体注入脑内使之整合入宿主细胞,由这些 细胞分泌神经营养因子可起到长期的神经营养 作用。

1.生化特征:①胞浆内Ca2+浓度升高;②细胞内活性 氧增多;③质膜通透性变大;④DNA内切酶活性被激 活升高,双链DNA在核小体之间切断形成-185bP为基 数的有序片段;⑤Ⅱ型谷氨酰胺转移酶和需钙蛋白 酶活性升高。
2.形态学特征:①胞膜完整,外形发泡状;②胞质浓 缩,细胞器紧聚;③染色体紧缩呈月牙状,凝聚在 核膜周围;④形成膜包的凋亡小体,被附近的细胞 或Mφ 吞噬消化清除;⑤细胞凋亡可发生在正常细胞 群中的单个细胞。
⑵ NSCs分化的基因调控
①碱性螺旋-环-螺旋基因决定NSCs分化功能基因 主要调节神经元及胶质细胞分化的比例
②Notch信号通路影响NSCs分化 主要抑制NSCs向神经元分化,促进向胶质 细胞分化
影响NSCs修复的因素
NSCs植入途径
免疫因素
NSCs移植常用方法
细胞悬液立体定位注射
替代疗法(组织)
2、目前移植有异种移植和异位移植。异种移 植是指将猪脑移植至鼠脑及人脑的研究;异 位移植是将不同部位的脑组织移植入患病的 脑内;观察其存活力、产生的效应及免疫排 斥。
替代疗法(组织)
3、神经组织移植产生功效的可能机制: ①营养作用:移植细胞产生营养因子。 ②生物学微泵作用:移植并存活的细胞可 分 泌神经递质,形成内源性生物学微泵,不断 产生所需递质。 ③形成功能性突触:移植的神经元能伸出轴 突和宿主脑形成传出、传入联系。

已知的生长因子和细胞因子
一、成纤维细胞因子
(一)成纤维细胞因子家族(FGF) 酸性和碱性,已发现23种,依次被命 名为FGF1~ FGF23,其作用可与受体结合。 (二) FGF受体:高亲和性和低亲和性 (三) FGF家族对发育中神经干细胞增殖和分 化起着重要作用。 FGF是神经干细胞抵抗自 然产生的细胞凋亡的保护因子。
NSCs修复机制
⒉ 神经营养因子—促进NSCs增殖和分化 ⑴碱性成纤维生长因子(bFGF)—NSCs增殖 ⑵bFGF+BDNF—神经元分化 ⑶社会和心理活动和损伤可促进内源性因子产 生,进而促进NSCs产生。如唱歌可上调 BDNF、bFGF表达;体育锻炼可胰岛素生长 因子,促进海马神经元产生。
NSCs修复机制
其末梢发生的溃变。
逆行溃变:自损伤部位向神经纤维近侧部溃
变,一般仅出现一段。
凋亡的概念及特征

凋亡是细胞维持自身稳定的一种基本生理机制.细 胞凋亡,亦称细胞程序性死亡,是细胞在一系列内 源性基因的调控下发生的自然或生理性死亡的过程。
特征: 有生化方面和形态学方面的特征,前者是后者形 成的基础。在科研中常以生化特征作为细胞凋亡早 期和晚期的检测指标.
干细胞的特点
自我复制
自我更新 多潜能分化
干细胞分类
根据分化潜能分:全能、多能和单能性干细胞 根据发育阶段分:胚胎和成体干细胞
全能性干细胞:受精卵及其细胞可分化任何组织
细胞甚至是个体的能力。
多能性干细胞:受精卵分裂形成胚泡,胚泡中内
细胞群中的任何一个细胞可分化 成任何类型细胞但不能形成个体。
二、胰岛素样生长因子(IGF)
⒈ 分为:IGF-Ⅰ和IGF -Ⅱ 2、IGF具有多种生理功能,特别是影响细胞的 繁殖、分化和存活,在个体生长和发育中发 挥重要作用。
替代疗法(递质)
1、研究发现神经系统疾病往往也缺少相应的神经递质, 例如基底神经节病主要是帕金森氏病,它主要是中脑黑 质纹状体多巴胺减少。阿尔茨海默病特点是基底前脑胆 碱能神经元溃变及随后发生皮质和海马乙酰胆碱丢失。 2、中枢神经系统递质表型的发育是大脑形成完整、具有 正常生理功能神经环路过程中的重要环节。 3、体外研究发现中枢神经系统包括大量形态不同、类型 各异的神经元,也可产生不同功能的神经递质。
神经损伤与修复
解剖教研室 宣爱国
神经损伤包括:
中枢神经系统
周围神经系统
损伤形式
外伤 物理\化学 疾病 遗传
神经细胞
丢失 溃变 凋亡(生理性) 死亡(病理性)
Seddon 将周围神经损伤:
1、神经失用症(机能性麻痹) 2、轴突中断(轴索断裂) 3、神经断伤(神经断裂)
顺行溃变:自损伤部位向神经纤维远侧部及
能否引起免疫排斥反应?
NSCs免疫原性?
判断免疫性:组织相容性复合物Ⅱ类分子
(MHC-Ⅱ) NSCs很少表达MHC-Ⅱ抗原,具有极低或无免 疫原性,无明显的宿主免疫排斥反应。
存在的问题
实验研究已取得满意的效果。 目前需解决问题: ⒈同种移植NSCs来源的伦理学 ⒉如何调控NSCs向特定神经元方向分化 ⒊体内微环境各种因子在分化、迁移中的作用
下区,胚胎期包绕神经管的整个上皮板层。
对于成年脑内:主要存在于嗅球、海马、侧
脑室下层、脊髓中央管周围。其他的如小脑 皮质、黑质、大脑皮质也存在。
NSCs修复机制
⒈ 组织形态修复——基本机制 向受损区域迁移、替代受损神经元,移植位 点的微环境可诱导NSCs向不同表型分化。 海马——海马颗粒细胞神经元 小脑——大量胶质细胞、少量神经元 嗅球——嗅神经元表型
生物材料吸附移植法
静脉内细胞悬液输入法 细胞悬液蛛网膜下腔注射法
不同情况需选择不同移植法
例如: NSCs—多聚物基质中—缺血、氧的脑空洞内— 物质交换—修复
骨髓间质干细胞—尾静脉—脑梗塞—迁 移、分化 NSCs—脑创伤的脑室内—损伤区迁移、分化
免疫因素对神经修复的影响
NSCs免疫原性?
(四)参与神经再生
NT不仅能支持原代培养的感觉神经元的存活, 也促进他们突起的生长。
睫状神经营养因子(ciliary neurotrophic factor,
CNTF)
从鸡眼组织中分离,能支持体外培养的鸡副
交感睫状神经元的存活而得名。 对神经元和非神经元均有作用。如感觉神经 元、多巴胺神经元、海马神经元、骨骼肌细 胞等。 CNTF信号转导通过CNTF受体复合物实现。 受体包括: CNTFRα、白血病抑制因子受体 β、gp130等
基因治疗
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