干细胞移植治疗脑出血的研究进展

干细胞移植治疗脑出血的研究进展发表时间：2016-09-30T15:45:51.583Z 来源：《医药前沿》2016年9月第27期作者：徐晓钟(综述)1 尹浩（通讯作者审校）2[导读] 脑出血（intracerebral hemorrhage,ICH)是发病率、致残率和病死率均较高的一类严重的脑血管病。

（1贵州医科大学研究生院贵州贵阳 550000）（2贵州医科大学附属省人民医院神经外科贵州贵阳 550000）【摘要】脑出血是发病率、致残率和病死率均较高的一类严重的脑血管病。

至今为止，尚无肯定有效的临床治疗措施以重建受损的脑组织和促进神经功能恢复。

近年来，干细胞移植治疗神经系统疾病成为研究热点。

本文就干细胞移植治疗脑出血的机制及相关问题进行综述。

【关键词】干细胞；移植；脑出血【中图分类号】R651 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）27-0016-03Research progress of stem cell transplantation in treatment of intracerebral hemorrhageXu Xiaozhong. Graduate School of Guizhou Medical University, Guizhou Province, Guiyang 550000, China; Yin Hao. The Affiliated People's Hospital of Guizhou Medical University, Guizhou Province, Guiyang 550000, China【Abstract】 Cerebral hemorrhage incidence, morbidity, and mortality rates are higher for a class of serious cerebrovascular disease. So far, there is no effective clinical treatment measures to rebuild damaged brain tissue and promote the nerve function recovery. In recent years, stem cell transplantation for treatment of nervous system diseases have become a hot research topic. Were reviewed in this paper. Dry and issues related to the mechanism of cell transplantation in the treatment of cerebral hemorrhage.【Key words】 Stem cells; Transplantation; Cerebral hemorrhage脑出血（intracerebral hemorrhage,ICH)是发病率、致残率和病死率均较高的一类严重的脑血管病。

脑出血1年生存率预计只有46%，5年生存率预计仅有29%，存活患者可有不同程度的神经功能障碍[1]。

利用机体自身的神经细胞修复功能损伤是一条捷径，但目前多数学者认为内源性神经细胞再生困难。

基础研究虽然取得了一些突破，但至今为止，尚无肯定有效的临床治疗措施以重建受损的脑组织和促进神经功能恢复。

近年来，干细胞移植治疗神经系统疾病成为研究热点，为治疗脑出血提供了一条新的治疗途径。

本文就干细胞移植治疗脑出血的机制及相关问题进行综述。

1.脑出血动物模型1.1 动物选择脑出血实验研究中采用最多的动物为啮齿类动物。

主要因其价格低廉、易于管理、模型制作相对简便、脑血管解剖结构与人类相近，且目前研究者们已掌握了大量关于大鼠病理生理、解剖结构等资料[2]。

转基因、基因敲除技术在啮齿类动物的广泛应用使其在研究脑出血后分子病理生理学等方面具备了独到的优势。

但鼠体型较小，对其进行影像学检查及评价比较困难；与人类相比，鼠脑白质欠发达，故研究结果应用于人类有一定的局限性[3]。

兔基底节区相对发达，穿刺定位较啮齿类动物简单，出血后能出现明显的神经功能缺损，可用于脑出血后神经行为学变化和神经电生理改变的研究。

但目前转基因技术及脑出血动物模型在兔中应用较少。

猪、犬、灵长类等动物脑体积大，适于研究颅内血肿的占位效应、血肿清除技术、白质损伤等[4]，但这些动物价格较贵，饲养较啮齿类动物困难，部分动物来源受限。

1.2 制备方法既往用于制备脑出血动物模型的方法有自体血注入法、胶原酶诱导法、微球囊充胀法和自发性脑出血模型。

自体血注入法是将取自动物股动脉、心室、颈外动脉或尾动脉的自体血直接注入脑内，通常选择纹状体作为注血部位[5]。

该模型适于研究脑出血后血肿周围组织水肿病理生理机制及药物治疗机制。

胶原酶诱导法可通过向脑内注入胶原酶分解血管基底膜及间质的胶原蛋白，使血液向脑实质内渗出形成一弥漫性渗血区，与临床上脑出血发病机制不同[6]。

该制备方法适于研究脑出血后神经功能恢复及药效机制。

微球囊充胀法是通过调整球囊内液体量来模拟血肿占位效应的一种机械性方法[7]。

虽然它能避免自体血注入法血肿破入脑室及形态不一和血液返流的问题，但因其不能模拟血液成分在脑出血后水肿中的作用，目前已较少应用。

自发性脑出血模型与临床上脑出血的病理生理过程较接近，但由于病灶部位、大小不一致，价格昂贵，遗传局限性强，易变种或断种，使其应用受到限制。

2.移植干细胞种类目前用于移植治疗研究的干细胞类型主要有胚胎干细胞、神经干细胞、脐血源性干细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞。

2.1 胚胎干细胞（Embryonic stem cells,ESCs）胚胎干细胞具有在未分化期无限增殖和全能分化的特性，但因其不易纯化、易成瘤、来源饱受伦理学争议和潜在的免疫排斥等影响，限制了其在临床治疗中的应用[8]。

2.2 神经干细胞（Neural stem cells,NSCs）神经干细胞是指具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群。

主要分布于神经系统内，参与神经系统损伤修复及细胞更新。

但脑源性神经干细胞取材不便，手术创伤大，在体外自我更新能力及多向分化能力受限[9]。

2.3 脐血源性干细胞（Umbilical cord-derived stem cells ,UCSCs）脐血源性干细胞获得简单、来源广泛、免疫排斥性相对较低，在临床上具有较大的应用潜能。

但脐血源性干细胞免疫原性低、表面抗原表达低及活性差，单份标本中不能大量分离、纯化和扩增，应用于临床需伦理学审批。

2.4 骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）骨髓间充质干细胞具有多向分化潜能，来源丰富，获取容易，可体外快速培养扩增，自体移植免疫排斥低且避免了伦理学争议。

但目前尚未发现骨髓间充质干细胞特异性表面标志物，对其鉴定主要依靠细胞形态、细胞表面标记及诱导分化[10]。

骨髓间充质细胞移植后的存活、有效性和安全性有待进一步研究[11]。

2.5 脂肪干细胞（Adipose-derived stem cells,ASCs）脂肪干细胞是一类来自于脂肪组织基质的、具有增殖能力和多向分化潜能的成体干细胞。

与其他干细胞相比，脂肪干细胞来源更广、取材更为简单，通过抽脂术即可得到。

但脂肪干细胞的研究起步较晚，目前有关脂肪干细胞遗传稳定性的研究较少且存在争议[12]。

3.移植途径目前用于移植治疗的途径主要有脑内立体定向注射移植、经血液途径移植、经脑脊液途径移植。

3.1 脑内立体定向注射移植可将移植细胞直接注入脑损伤部位，定位集中局部移植细胞数量较多且避开了血脑屏障的阻碍，减少了移植细胞在脑外迁移过程中的损失，提高了移植细胞存活率[13]。

缺点是移植时的侵入性操作对脑组织造成新的损伤，移植细胞数量有限，移植后增加的液体容量对周围脑组织所致挤压伤效应。

3.2 经血液途径移植包括经动脉移植和经静脉移植经动脉移植避免了移植时对脑组织的直接损伤，且移植的细胞不会向该动脉血供以外的组织和器官扩散[14]，但移植细胞相互粘连可形成微栓子栓塞血管。

经静脉移植与其他途径相比简单、快捷，一次可移植大量细胞，但血脑屏障的阻碍及迁移过程中的损失使得真正迁移到脑内的细胞数量较少[15]。

3.3 经脑脊液途径移植包括腰椎穿刺蛛网膜下腔注射移植、脑室穿刺注射移植腰椎穿刺蛛网膜下腔注射移植可使移植细胞顺脑脊液循环路径迁移，路径较长，且受脑脊液-脑屏障影响，移植细胞损失较多。

脑室穿刺移植可使移植细胞直接到达脑室系统，路径较短，移植细胞损失较少；移植细胞远离损伤部位，避免损伤部位微环境变化对移植细胞的影响；避免了经脑内立体定向注射移植的容积占位效应，增加移植细胞数目；脑室内环境为移植细胞提供了良好的迁移和分化场所，有利于移植细胞在内源性神经干细胞迁移途径引导下到达损伤部位[16]。

4.移植时间窗干细胞治疗脑出血受移植时间窗的限制。

脑出血急性期局部组织破坏，释放凝血酶及炎性介质等，产生继发性损害，使细胞生存环境受影响，不利于细胞存活。

晚期由于瘢痕组织形成及局部趋化因子减少不利于细胞定向迁徙。

既往脑出血动物实验中，移植时间从1小时到2月不等，细胞移植的最佳时间与移植细胞种类、移植途径及作用机制相关[17]。

若侧重于神经保护作用及促进内源性修复机制，应在早期进行移植；若侧重于提高移植细胞的存活率，应在晚期炎症反应消退后进行移植。

5.干细胞移植作用机制目前关于干细胞治疗脑出血的作用机制尚不明确。

起初研究者们认为移植的干细胞能向病变部位定向迁移并能分化成神经细胞和神经胶质细胞以达到替代并修复受损组织，重建神经环路的目标。

但目前几乎没有充分的证据能证明移植的细胞可以分化、融合、替代受损区域脑组织处神经细胞，并且在细胞移植数天后即可观察到明显的神经功能改善，这并不支持细胞替代学说[18]。

后来研究提示移植干细胞可能通过自分泌或旁分泌的方式分泌多种细胞因子和营养因子等物质促进内源性神经再生、血管生成、突触连接再生来发挥作用。

近期的研究则显示减少神经元的死亡、减轻炎症反应、减轻瘢痕形成和促进白质的功能再塑可能是更重要的机制[19]。

6.移植安全性致瘤性和免疫排斥性是干细胞移植的主要风险，胚胎干细胞和成体干细胞移植的实验研究中均有肿瘤形成的报道[10]。

干细胞多次传代后其生物学特性会发生变化，如细胞老化、退行性改变、癌变等。

干细胞移植的各种途径均为有创操作，培养、纯化、扩增需在体外进行，在此过程中易受到微生物及有害物质的污染，可能导致受体产生医源性感染。