胞移植治疗脊髓损伤的研究进展

　　　　　　 作者：胡勤勤，吴仙华，梁楠，张晓

【关键词】 脊髓损伤；细胞移植

脊髓损伤 ( spinal cord injury，SCI)的治疗一直是医学界的难题。近年来，随着在细胞和分子水平上对SCI的研究不断深入，应用细胞移植治疗SCI取得了很大进展，成为众多的研究方法中最受瞩目的方法之一。本文将目前可用于此研究的细胞予以综述。

　　1 嗅鞘细胞移植　　

　　嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cells，OECs)是嗅球中发现的神经胶质细胞，且独一无二的存在于嗅觉系统中。是目前发现的唯一能够穿越中枢与周围神经边界的胶质细胞。嗅鞘细胞可以形成轴突的髓鞘，还能够分泌各种神经营养因子，如神经生长因子、脑源性神经营养因子等，可以拮抗抑制因子，有改善微环境的作用，有利于轴突和髓鞘的再生［1］。在众多促使损伤轴突修复、再生和功能恢复的方法中，嗅鞘细胞移植被认为是治疗SCI最有前景的方法之一。Geoffrey Raisman［2］通过OECs的移植对成年大鼠皮质脊髓束(Corticospinal Tract，CST)损伤的修复实验表明OECs可以促进轴突生长，有利于神经系统功能的恢复。并且预测未来临床可广泛通过捐赠者获得OECs，从而实现OECs移植治疗SCI。

　　2 干细胞移植

　　2.1 脐血干细胞( cord blood stem cel1s，CBSCs)移植
　　CBSCs是近几年来发现的一类具有与骨髓干细胞相同的多向分化潜能的原始祖细胞。CBSCs具有很强的增殖、分化及形成集落的能力，受到刺激进入细胞周期的速度及对各种造血刺激因子的反应能力，均高于骨髓和外周血细胞，并且寿命更长。CBSCs修复脊髓的机制不仅是分化、替代损伤的神经元，还可能通过分泌神经营养因子和调节自体免疫过程来实现神经保护功能。Keirstead等［3］将CBSCs移植入SCI的大鼠，发现大鼠运动功能得到恢复。为CBSCs移植治疗SCI提供有效依据。

　　2.2 神经干细胞( neural stem cells，NSCs ) 移植
　　NSCs是一种未分化、多潜能、具有自我更新能力的前体细胞。具有向病变部位迁移的特性、良好的组织融合性、低免疫性等生物学特性。利用NSCs移植对SCI部位实行细胞替代和基因转移治疗，是当代新发展起来并极有应用前景的SCI治疗策略。目前，NSCs移植已经被应用于多种动物模型［4］。Gao等［5］研究发现在受损伤的发育期脑内，移植的NSCs向损伤部位移行并替代缺失的细胞，这表明NSCs具有潜在的迁移能力，为治疗SCI后引起的广泛神经元受损提供了理论依据。Liang 等［6］ 从自然流产胎儿皮层中获得人NSCs经过离心提纯以及体外增殖后将其植入T11脊髓完全横断的小鼠体内的实验证明：NSCs移植在修复SCI和改善肢体运动功能方面具有肯定疗效。

　　2.3 髓间充质干细胞( mesenchymal stem cells，MSCs)移植

　　MSCS是中胚层来源的具有多向分化能力的干细胞，主要存在于全身结缔组织和器官间质中，以骨髓组织中含量最为丰富。MSCS的一个最重要的生物学特性就是具有强大的增殖扩增能力，是中胚层发育的早期细胞，在适当条件下不仅可以分化为同源于中胚层的间质组织细胞，还可以突破胚层界限，分化为非中胚层组织如脂肪细胞、骨骼肌细胞、心肌细胞、神经元细胞及星形胶质细胞等大多数体细胞类型。MSCS多向分化潜能和超强的自我更新能力，在细胞和基因治疗中更具有优越性［7］。而且取材方便，自体移植安全、没有免疫排斥反应。Sykova等［8］利用自体骨髓移植来治疗急性和亚急性SCI，明显促进了SCI的修复。MSC的研究不断深入，使得MSCS移植在创伤修复和组织再生的领域中备受关注。

　　2.4 胚胎干细胞( embryonic stem cells，ESCs ) 移植
　　ESCs是存在于胚胎发育早期阶段，具有自我更新和多分化潜能的干细胞，是组成机体各种组织器官的起源细胞。将ESCs移植到相应的组织器官后，就像种子一样生根发芽，自我复制，并在局部环境因子诱导下定向分化为神经细胞，故把ESCs称作多能干细胞。在体外可以保持未分化状态，长期存活无限繁殖，因此可以作为细胞治疗的无限资源［9］。ESCs治疗SCI的机制是发挥中继作用恢复受损的神经细胞，并使其轴突形成完整的神经环路。人的ESCs由于其自我更新和多属性而广泛用于移植治疗［10］。Yang Jianhua等将来源于胚胎干细胞的神经前体细胞移植到脊髓损伤的大鼠的椎管内，距离损伤点1cm左右并且在20℃的条件下，可明显观察到修复脊髓损伤的作用［11］

　　3 雪旺细胞移植

　　雪旺细胞(schwann cells，SC)是周围神经系统(peripheral nervous systen，PNS) 特有的胶质细胞，起源于神经嵴，随着神经轴突的生长而同步增殖和迁移。神经科学研究表明SCs具有非常活跃的功能:(1)它能分泌多种神经生长因子及神经营养因子，例如NGF，CNTF，NTFs等营养和保护受损神经元、促进轴突再生和出芽等作用［12］；(2) 产生促突起生长因子［13］，包括细胞外基质成分(ECM)和细胞乳附分子(CAM)；ECM可为神经元爬行替代提供细胞支架。CAM可使轴突沿着一定方向生长;(3)可以抑制胶质瘢痕形成，改善损伤脊髓局部微环境，从而减少脊髓再生障碍。基于其特殊的功能，使之成为SCI治疗研究中运用最早和最多的细胞之一。Rasouli［14］等对脊髓挫伤的鼠，经行神经胶质瘢痕切除后移植来自周围神经获得的SC到挫伤区域，结果示脊髓功能得到显著改善。

　　4 少突胶质细胞移植

　　少突胶质细胞（oliogdendrocytes）是中枢神经系统髓鞘形成细胞［15］，一个少突胶质细胞能髓鞘化几个轴突。研究表明，来源于NSC的少突胶质细胞比例增加，在一般规律中，该少突胶质细胞的分布在MSCs表面，此外MSCs通过分泌可溶性因子促进NSC分化成少突胶质细胞，因此未来研究应把重点放在少突胶质细胞和NSCs之间的关系上［16］。人类细胞治疗疾病长期以来最大的障碍是少突胶质细胞的分化［17］。Gomes等［18］采用NMDA于 T7脊髓腹侧角注射造成脊髓兴奋毒性损伤模型，发现白质损伤区有大量的固缩细胞即少突胶质细胞凋亡。表明脊髓损伤初期损伤中央死亡的少突胶质细胞是电离辐射损伤机械损伤、缺血或轴突变性所致。由此可知，少突胶质细胞可被用于移植治疗由辐射和化学性损伤引起轴突脱髓鞘损伤的动物模型［19］，其对髓鞘有良好的再生作用。

　　5 活化巨噬细胞移植　　

　　活化巨噬细胞(activated macrophages，AMPs)是人体吞噬细胞的一种，分布于组织中，有免疫信息传递、协同和吞噬处理抗原功效。在神经系统里称为“小神经胶质细胞”，通常以常在性巨噬细胞存在于机体各组织中，受到刺激后成为AMPs。通过比较炎症引起的外周神经损伤和药物引起中枢神经损伤发现，脊髓的再生与巨噬细胞的活化有关［20］。在整个机体组织的修复过程中，炎性反应贯穿始终，在炎性细胞中主要是巨噬细胞起作用，它能够清除坏死组织和分泌营养因子，在所有组织修复过程中起着重要的作用。能够降解局部废物碎片并分泌一些轴突再生所需的细胞因子，从而促成了周围神经系统神经元再生。Katarzyna Maresz ［21］等通过实验证明，当眼睛发生炎症时，可增加视网膜视神经的轴突再生，可能是由于独立存在的激活巨噬细胞的作用。
　　
　　此外，还有一些可做为SCI自体同源或异体同源移植的新细胞源，如基因修饰的纤维原细胞、脐血CD34+干细胞(umbilical cord blood cells，UCBCs)、羊膜上皮细胞、体外转基因成肌细胞、转化为功能性神经细胞的脂肪组织细胞等，将为SCI的治疗带来曙光。

参考文献

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