创伤性脑损伤后内源性神经干细胞的变化及作用
创伤性脑损伤后内源性神经干细胞的变化及作用
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响神经再生的不同阶段[2],并且可能与学习、记忆、认 知等功能密切相关[3]。研究证实源自 SVZ 新生的前 体细胞沿头向迁移流( rostral migratory stream,RMS) 迁向 嗅 球,并 分 化 成 为 颗 粒 细 胞 ( GC) 和 球 旁 细 胞 ( PG) [4]。而成年海马神经发生则始于海马齿状回颗 粒下区,向海马齿状回颗粒细胞层内部迁移,分化成齿 状回颗粒细胞,并可向周围延伸整合入神经环路中,少 部分变成神经胶
( 1. 郑州大学第一附属医院 神经外科 河南 郑州 450052; 2. 河南医学科学院 河南 郑州 450003)
神经外科疾病中创伤性脑损伤发病率居高不下, 其高死亡率、高致残率一直是临床上的难题。随着近 20 年来国内外对神经系统更深层次的研究,尤其是神 经干细胞的发现,让人们对解决这一难题有了新的希 望。目前对于创伤后脑损伤应用神经干细胞作为治疗 措施的基础研究及临床试验主要有两方面: ①体外干 细胞分离培养增殖后和( 或) 定向诱导分化后移植; ② 采取措施促进内源性神经干细胞的增殖、迁移及诱导 其定向分化。与外源性神经干细胞相比,内源性神经 干细胞具有无免疫源性、无伦理学障碍、可自我更新、 多潜能分化、成瘤性低等优点。本文就近年来关于创 伤性脑损伤后内源性神经干细胞增殖、迁移和分化的 研究现状进行综述。由此加深对原有疾病内在机制的 认识,同时也为干细胞的综合治疗提供新的依据。
神经干细胞移植治疗大鼠创伤性脑外伤的实验研究
320 2 四 川大 学华 西 医院神 经外科 100 )
【 要 】 目的 将 神 经 干 细 胞 ( C ) 植 于 大 鼠创 伤性 脑损 伤 部 位 , 察 NS s对创 伤 性 脑 损 伤 的 治 疗 作 用 。方 法 首 先进 摘 NS s 移 观 C
行 NS s的体外培养 , C 同时采用 52溴脱氧尿嘧啶( rU) —一 B d 标记 , 脑外伤模 型采用 自由落体撞击 大鼠左侧 大脑 皮质运动感 觉区来制
i c n e ( ] Am P t o , 9 5 1 7 9 1 n a cr J, J a h l1 9 , 4 } ~ 4
e 0 En l7 de N,Ch n R,En ri D. m a mbl a o d b o d e de Ha rs Hu n u ic lc r lo i
[ ] Ab Th rp u i p tn ilo e rtop i at r n e rl 1 3 eK. e a e t oe ta fn u or hcfco sa d n u a c
一 一
图 1 免 疫 荧 光 双 标 显示 B d 阳 性 MS s 移 至 缺 血 rU C迁 周边区( . 表达 B A) 并 DNF B ( 0 ) ( ) X4 0
组 NS 、 F E G AP和 Ga l e染色阳性细胞数要 多于对照组 .et nsi n染色在第 1周 时表 达最高, 而后逐 渐下降 。B d 阳性 细胞在损 伤灶 rU 中心区最 多, 在损伤灶 的远 隔部位也有少许发 现, T 而 uNE I染色则对照组 明显 比 N C 组 高. Ss 有统计 学意义( <O 0 ) P . 5 。结论 脑 外伤移植 NS s C 可以在损伤 区存活 、 殖及分化 . 增 并在损伤 的远 隔部位有 少许 N C 迁移、 Ss 分化 。N C 移植 有利于大鼠脑 自由落体 Ss
神经干细胞的发育与功能研究
神经干细胞的发育与功能研究神经干细胞是一种能够自我复制并且能够分化为多种神经元类型的细胞。
目前,神经干细胞的发育和功能研究成为了神经科学领域的一个热点话题。
这篇文章将从神经干细胞的发育和功能两个方面来探讨这个话题。
一、神经干细胞的发育1. 神经干细胞的来源和定位神经干细胞的发育始于胚胎期间的神经板。
在这个时期,神经干细胞被固定在胚胎神经管的周围。
此后,神经管扩张,神经干细胞进一步分化为脑室周围的不同类型的神经元。
在成年人的脑部,神经干细胞主要存在于神经干细胞区域(subventricular zone, SVZ)和海马区(hippocampal region)。
2. 神经干细胞的分化神经干细胞能够分化为多种细胞类型,包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。
神经元是最有研究价值的细胞类型。
神经元的形成需要多种转录因子和成长因子的参与。
神经干细胞通常经历神经前体细胞的阶段,这个阶段中细胞的发育被调控并受到调控因子的影响。
此外,神经干细胞还可以通过紧密衔接的细胞间通讯,从周围神经元和胶质细胞中获取分化所需的环境因素。
3. 神经干细胞自我更新神经干细胞的一个重要特点是自我更新,并且可以长时间不分化。
许多研究表明,自我更新的神经干细胞可以长期存在于成年人脑组织中,并且能够产生新的神经元和胶质细胞。
这些发现表明,神经干细胞在维持成年人脑功能上具有重要的作用。
二、神经干细胞的功能1. 神经干细胞的损伤修复作用近年来的研究表明,神经干细胞在损伤修复中扮演着重要的角色。
在脑部损伤的情况下,神经干细胞会集中在受损区域,并且开始分化为缺损的细胞类型。
这个过程被称为神经发生(neurogenesis)。
研究表明,神经发生可以为移植细胞、脑出血、脑部肿瘤、脊髓损伤和阿尔茨海默病等各种疾病的治疗提供新的治疗策略。
2. 神经干细胞的调节作用除了神经发生以外,神经干细胞还可以通过影响周围细胞的发育和功能来发挥调节作用。
例如,神经干细胞可以通过分泌成长因子调节周围神经元的生长和形成。
内源性神经干细胞与脊髓损伤的研究进展
基数水平。而凡,NG2阳性细胞的增殖与脱髓鞘和再髓鞘化过 程的时间相平行。根据损伤的严重程度,少突胶质细胞的再髓
鞘化一般在伤后14 d开始。伤后1个月大多数轴突已经再髓鞘
表达和过表达可以使纹状体Ⅸ的星璎胶质细胞系细胞向神经 元分化。而纹状体通常被认为没有神经元的生成[2“。分泌BD-
NF的成纤维细胞移植到脊髓损伤区明硅增加BrdU阳性的少 突胶质细胞的数鼍,但幼稚的脊髓祖细胞没有被观察到[2“。少
cells,ENSCs),ENSCs在损伤神经系
统lfI神经生成的过程Jf没有完会阐明。理想的状态是,ENSCs 在损伤后迅速增殖并到达损伤部位,而且它们必须分化为神经 元或再髓鞘化的少突胶质细胞.形成神经通路,恢复功能。 作者单位:第_三军医大学新桥医院骨科.重庆市400037。作者简
介:张正#(1968一).男.Igl JII青川I县人.博士。副主任医师,副教授,主要
观察剑的神经生成很快就会消失,因为成熟神经元的标志物从 来没有被发现过【l“。即使在MCAO脑损伤模型中。迁移到脑
境的相互作用是f细胞研究领域的巨大挑战。研究的要点是 环境因素和内存阒子到底怎样调节增殖、迁移和分化。
3脊髓损伤后内源性神经干细胞的活化
干的神经元只有0.2%可以分化为成熟神经元,说明将来的研
胞和骨髓r细胞。另外一监研究者开始注意到成年脊髓的内
源性于细胞存脊髓损伤后的反应,希望阐明内源性丁细胞在损 伤成年脊髓的神经形成和新生少突胶质细胞再髓鞘化的机理。 本文综述脊髓损伤后自然产生的内源性千细胞/祖细胞/前体 细胞的活化,增殖、迁移、分化和对脊髓损伤修复的研究进展。 1脊髓损伤后的神经生成策略 脊髓继发性损伤后.应开始神经再乍治疗.但足星型胶质 瘢痕足再乍功能恢复的主要障碍。如果减轻或克服这些障碍, 就有希蠼恢复损伤F游功能。目前自|几种策略。第1种方式 是使用活化的乔噬细胞,扣:射在损伤部位町以减少损伤后抑制 因子的浓度。活化巨噬细胞的共表达标志物与放射性胶质细
神经干细胞对创伤性颅脑损伤治疗的研究进展
发 此 部 位 的神 经 干 细胞 向受 损 部 位 移 行 , 行 修 复 。研 究 表 进
明主 要 以 1 干 细 胞 为 主 , 在 修 复 过 程 中需 要 其 持 续 的活 型 且
化 l ] () 熟 的 神 经 细 胞 逆 向分 化 : 一 些 神 经 系 统 的病 5 。 2成 在
・
神 经 干 细 胞 对 创 伤 性 颅 脑 损 伤 治 疗 的 研 究 进 展
王 良伟 综 述 陶 进 校 审
安 徽 芜 湖 市 弋矶 山 医 院神 经外 科 芜湖 2 1 0 400
【 要 】 神 经 干 细 胞 (e rl tm cl NS s是 一 类 具 有 分 裂 潜 能 和 自我 更 新 能 力 的母 细 胞 , 不 同 的诱 导 情 况 下 可 以 摘 n ua se e , C ) l 在 分 化 成 不 同 的 神 经 细 胞 , 中包 括 神 经 元 细 胞 、 质 细 胞 、 突 胶 质 细 胞 等 , 经 干 细 胞 在 颅 脑 损 伤 的 研 究 中 有 了 很 大 的 进 其 胶 少 神 展 , 是 还 有 很 多 问 题 亟 待 解 决 , 文 主要 介 绍 神 经 干 细 胞 对 外 伤 性 颅 脑 损 伤 治 疗 的 研 究 进 展 , 讨 神 经 干 细 胞 在 治 疗 脑 外 但 本 探
区 域 进 行 修 复 。内 源 性 神 经 干 细 胞 来 源 包 括 静 息 状 态 下 的 神 经 干 细胞 被 激 活 和 成 熟 的 神 经 细 胞 逆 向 分 化 两 个 方 面 : ( ) 息 状 态 下 的 神 经 干 细 胞 被 激 活 : 经 干 细 胞 在 大 脑 中 1静 神
的 功 能修 复越 来 越 受人 重视 。 1 神 经 干 细 胞 定 义
内源性干细胞修复脑损伤的研究进展
脑损伤后内源性神经千细胞的增殖及其影响因素
factor,NGF)内皮细胞生长因子(endothelium factor,bFGF)、干细胞因子(stem
inducible form of
growth factor,EGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bas.
1.1脑损伤刺激内源性神经干细胞增殖大量研 究表明脑损伤能够使内源性干细胞的数量增加,包 括大鼠双侧或单侧前脑短暂脑缺血、大鼠皮质局灶 缺血…、猴的半球缺血旧。等,均能观察到缺血损伤 后脑内增殖区新生细胞的数量明显提高,特别在缺 血后两周内,但其后新生细胞的数量逐渐回复正常。
。133・
化等)阳性前体细胞的数量。这些研究证明缺氧时 神经前体细胞EPO表达上调,EPO可以促进神经前 体细胞分化为神经元,提示EPO可以增强卒中后的 神经增殖。 还有一个被证实与缺血损伤后神经增殖有关的 因子是iNOS[1 3|。成年大鼠MCAO损伤后同侧DG 区iNOS高水平表达。抑制iNOS的活性却不影响 其表达能够减少缺血后BrdU合成到干细胞中的水 平。用iNOS基因敲除鼠可以得到相同试验结果, 然而这些动物的梗死面积也明显减小。这个结果使 得判断细胞增殖的下降到底是缺乏iNOS所致还是 损伤减轻所致比较困难。但不管如何,这提示缺血 损伤后还有另一种机制影响着神经增殖。 Wnt蛋白¨41能够维持缺血后SVZ区内源性干 细胞的存活并刺激其增殖。凋亡前因子Bax¨纠是 影响干细胞存活的一个关键因素,如果小鼠缺乏 Bax则脑外伤后干细胞增殖明显增加,并且它很有 可能是通过钾通道的Kv4家族起作用。 2脑损伤后内源性干细胞的迁移及其机制 2.1脑损伤促进内源性干细胞向损伤区迁移 脑
ehemoattractant
纹状体成熟中间神经元的标志物)。这些都说明纹 状体中有部分新生细胞发育成为具备该区域细胞相 应特征的成熟细胞。对于海马的研究也发现了类似 的结果。 上述研究证明了缺血后部分新生细胞能够发育 成为成熟的神经元,但这还是不够的,还需要对这些 细胞进行更长时间的观察,因为这些细胞要和脑内 局域其他细胞形成功能联系还需要更长的时间。虽 然目前的研究集中于神经元的新生,有研究提示其 他类型的细胞也在损伤修复中起作用。对星形胶质 细胞在缺血损伤后的反应已有较多了解,而对少突 胶质细胞却知之甚少。有研究表明缺血损伤后2周 内可见梗死灶周边少突胶质细胞前体细胞数量明显 增多,但这些细胞的作用却仍不明确。 影响分化的几种相关因素:脑损伤后内源性神 经干细胞的分化与环境密切相关,它们可以在神经 营养因子的控制下分化成一定种类的神经细胞。许 多神经营养因子可以通过与神经干细胞上特异受体 的结合激活细胞内信号促使细胞分化。脑梗死后可 诱导产生神经营养因子,如脑源性神经营养因子
移植的神经干细胞在脑损伤区壳聚糖载体中的存活与分化
移植的神经干细胞在脑损伤区壳聚糖载体中的存活与分化(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)作者:衣昕,毛伟峰,田美玲,秦建兵,金国华【摘要】目的:探讨移植的NSCs在大鼠脑损伤区壳聚糖载体中的存活、分化情况及其对TBI大鼠认知功能的影响。
方法:低温冷冻干燥法制备壳聚糖多孔支架。
将从鼠胚前脑中分离的NSCs扩增、标记BrdU。
Feeney法制备SD大鼠TBI模型,随机分为3组:损伤对照组清创后不做移植;NSCs+支架移植组行壳聚糖作载体的NSCs 移植;NSCs+支架+ NGF移植组行壳聚糖作载体的NSCs移植,并在其中加入NGF。
术后1、2、3个月行避暗回避和跳台试验。
脑切片行Nissl染色、BrdU与NF-200免疫荧光双标染色。
结果:两移植组的认知功能在术后1、2、3个月较损伤对照组明显改善,含NGF 的移植组改善更加显著。
两移植组术后1、2、3个月在移植区均可见BrdU与NF-200免疫荧光双标细胞,含NGF移植组中的双标细胞数量多、胞体大、突起多且长。
结论:大鼠TBI后移植的外源性NSCs可以在脑损伤区壳聚糖载体中长期存活并向神经元分化,可以改善大鼠的认知功能;NGF对其具有促进作用。
【关键词】创伤性脑损伤;壳聚糖;神经干细胞;移植;神经元;神经生长因子[Abstract] Objective: To explore the survival and differentiation of transplanted NSCs in the chitosan porous scaffold within the cerebral cortex lesion of rats and the influence on the cognitive function of rats with TBI. Methods: The porous chitosan scaffold was made by Freezing-drying technique. The NSCs coming from rat fetal forebrain were labeled with BrdU. Sprague-Dawley(SD) rats’TBI models were made by Feeney’s method. The TBI rats were randomly divided into injury-control group, NSCs+scaffold group and NSCs+scaffold+NGF group. The rats were immediately debrided after injury, then NSCs combined with the chitosan porous scaffold were transplanted into injured cerebral cortex in NSCs+ scaffold group, NSCs combined with the chitosan porous scaffold and NGF were transplanted into injured cerebral cortex in NSCs+ scaffold +NGF group. Rats were tested for cognitive function using step-through and step-down test at 1, 2 and 3 months postop. Nissl staining and NF-200/BrdU double immunofluorescence were used for brain sections. Results: Significant improvement in cognitive function was observed after transplantation in two transplantinggroups, and the cognitive function improvement of rats in NSCs+scaffold+NGF group was more obvious than that of rats in NSCs+scaffold group. NF-200 and BrdU double-labeled cells were detected in the transplantation zone of two transplanting groups at 1, 2 and 3 months postop. The number of BrdU and NF-200 double-labeled cells with more and longer processes in NSCs+scaffold+NGF group was more than that in NSCs+scaffold group. Conclusions: Transplanted NSCs can survive for long time and differentiate into neurons in the chitosan porous scaffold within the cerebral cortex lesion of rats with TBI, which can improve the cognitive function of rats. Ectogenic NGF can accelerate all these changes.[Key Words] Traumatic brain injury; Chitosan; Neural stem cells; Transplantation; Neuron; Nerve growth factor创伤性脑损伤(traumatic brain injury, TBI)是以细胞丢失为主要特征的进行性退行性病变[1],中枢神经系统(central nervous system, CNS)损伤后的再生一直是困扰人类的难题。
神经干细胞移植治疗创伤性颅脑损伤的实验进展
神经干细胞移植治疗创伤性颅脑损伤的实验进展刘吉星;侯博儒;杨文桢【摘要】神经干细胞(NSCs)存在于中枢神经系统内,是一类具有永生增殖能力和多向分化潜能的细胞.动物实验表明,创伤性颅脑损伤(TBI)后行NSCs移植治疗可改善受损的运动、感觉等神经的功能以及认知功能,还能在一定程度上抑制早期神经炎症和病情的进展.NSCs在TBI的治疗中应用前景广阔,但其作用机制复杂,仍面临着来源、增殖分化调控、安全性、神经环路重建等问题,还有待进一步的研究.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2015(021)024【总页数】3页(P4426-4428)【关键词】创伤性颅脑损伤;神经干细胞;动物模型;移植【作者】刘吉星;侯博儒;杨文桢【作者单位】兰州大学第二医院神经外科,兰州730030;兰州大学第二医院神经外科,兰州730030;兰州大学第二医院神经外科,兰州730030【正文语种】中文【中图分类】R651.1创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是神经外科常见疾病之一,是导致<45岁个体死亡的首要原因,并有着较高的致残率。
最近一项流行病学调查显示,儿童和青少年TBI后致残率>20%[1]。
目前,对TBI所致中枢神经系统功能损害的治疗主要是采用神经营养及神经康复,但由于TBI后受损神经元难以自我修复,且机体很难产生新的功能性神经元,因而难以取得理想疗效。
在过去的30年中,人们建立TBI动物模型观察并分析TBI后的病理生理变化,以探索行之有效的治疗方法,但在TBI动物实验中被认为有效的神经保护剂,大部分在后续的Ⅱ、Ⅲ期临床试验中失败,由此需要重新考虑TBI的动物实验模型,并适时调整研究策略和治疗方法[2]。
近年来神经干细胞(neural stem cells,NSCs)移植治疗TBI逐渐成为热点之一,现对NSCs治疗TBI的实验进展予以综述。
1.1 液体冲击伤(fluid percussion injury,FPI)模型模型液压装置由有机玻璃管、钟摆打击装置、示波器以及压力传感器组成,有机玻璃管接活塞,另一端接打击管和压力传感器,管道内用37 ℃生理盐水密封,调整打击锤下落高度,撞击活塞推动液体前进,经打击管传导至颅。
神经干细胞与脑缺血损伤
Asian Case Reports in Vascular Medicine 亚洲心脑血管病例研究, 2014, 3, 1-3/10.12677/acrvm.2014.31001Published Online February 2014 (/journal/acrvm.html)Neural Stem Cells and Cerebral Ischemia InjuryZhaohua Tian1, Boyan Liu21Emergency Department, The Longgang District Hospital of Chinese Medicine of Shenzhen, Shenzhen2Internal Medicine Lab of Traditional Chinese Medicine, Hunan University of Chinese Medicine, ChangshaEmail: tianzhaohua@Received: Jan. 3rd, 2014; revised: Jan. 26th, 2014; accepted: Feb. 6th, 2014Copyright © 2014 Zhaohua Tian, Boyan Liu. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which per-mits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Com-mons Attribution License all Copyrights © 2014 are reserved for Hans and the owner of the intellectual property Zhaohua Tian, Boyan Liu. All Copy-right © 2014 are guarded by law and by Hans as a guardian.Abstract: Objective: To explore the definition, transplantation, differentiation, regulator factors and the relation of neural stem cells (NSCs) and cerebral ischemia injury. Methods: To expound the definition and biological characteris-tics of NSCs, unite NSCs transplantation, micro environment control and to contact NSCs and cerebral ischemia injury mechanism. Results: Neural stem cells may repair cerebral ischemia injury, but overcome the problem of directional differentiation, inflammation and reject reaction. Conclusion: The transplantation of neural stem cells can be used in the neural restoration of the cerebral ischemia injury.Keywords: Neural Stem Cells; Cerebral Ischemia Injury神经干细胞与脑缺血损伤田兆华1,刘柏炎21深圳市龙岗区中医院急诊科,深圳2湖南中医药大学中医内科实验室,长沙Email: tianzhaohua@收稿日期:2014年1月3日;修回日期:2014年1月26日;录用日期:2014年2月6日摘要:目的:探讨神经干细胞的定义、移植分化及调控因素,以及与脑缺血之间的关系。
内源性干细胞修复脑损伤的研究进展
使神 经 系 统 得 到 一 定 的 修 复 。在 阿 尔 茨 海 默 病
( l e e i ae A 患 者 中 , Az i r s s , D) hm de 局部 神 经元 纤 维 缠
结释 放 出信 号 , 活神 经于细胞 发 修复 。
郭 芮兵 综述 , 徐格林 审校
[ 摘要】 神经干细胞对机体的 自我修复起着重要 的作用 。脑损伤可 以促 发脑 内神 经干细胞增 殖产生新 生的神经元 , 神 经生长类 因子可 以促进这种新生 。并且 , 脑组织 的损伤能够刺激新生神经元 向损 伤区迁移 , 移到损伤区 的这些新生细胞有 迁
i f rbat o t fc r b G ) 干 细 胞 因子 (t ci o l w h at ,F F 、 b sg r o sm e
究表 明脑损伤 能够 使 内源性 干 细胞 的数 量增 加 , 包 括大 鼠双侧或单 侧 前脑 短 暂 脑 缺血 、 鼠皮质 局 灶 大
clfc r S F) 促 红 细 胞 生 成 素 ( r ho oen elat , C 、 o ey rp i i, t t
加 J机 械损伤 海 马齿状 回颗粒 层 可刺 激 神 经前 体 ,
细胞增 殖 _ , 4 增殖 的细胞 大 部分 标 有成 熟 神 经元 标 】
纤 维再生 , 诱导 轴突 发育 , 而使 受损 的神经系 统修 从 复 。研究 发现 , 脑 室 内 连 续 注 射 N F 可 明显 改 在 G , 善 重型颅脑 损伤 婴儿 的脑功 能 , 少脑软 化灶 , 减 改善
E O) 诱 导 性 一 氧 化 氮 合 酶 (h nuiefr f P 、 teidc l om o b
神经干细胞——精选推荐
神经生物干细胞定义干细胞是指机体在其毕生过程中、某些特定时期具有自我更新(self-renewal)和分化(differentiation)能力的细胞群。
干细胞也称前体细胞(precursor cell)或祖细胞(progenitor cell)。
干细胞的概念最早由Evans于20世纪80年代初提出,他们在实验中发现来源于小鼠囊胚的内皮细胞团,能在体外培养,是一种高度未分化的细胞,具有发育成为各种细胞的潜能,一旦生理需要,这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。
干细胞具有两个基本功能:多种潜能和自我更新能力。
按照分化潜能的大小,干细胞可以分为3种类型:(1) 全能干细胞(totipotent stem cells),能产生机体任何细胞类型,进一步形成机体的组织、器官并形成个体,如胚胎干细胞能够产生来自所有3个胚层的细胞,依所在组织不同而特化为不同类型的细胞;(2) 多能干细胞(multipotent stem cells),这种细胞具有分化为多种组织细胞的潜能,但是不能形成个体,发育潜能受到一定限制,最典型的例子是骨髓造血干细胞;(3) 单能干细胞(unipotent stem cells),常指成体中的细胞,这类细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化,能够保证组织的稳定自我更新,补充因正常衰老或损伤而丧失的细胞,如上皮组织基底层的干细胞。
总之,生命体通过干细胞的分化增殖来实现细胞的更新及保证持续生长。
1、神经干细胞的定义1989年,Temple等从13天大鼠胚胎脑隔区取出细胞进行培养,发现这些细胞发育成神经元和神经胶质细胞。
其后从成年鼠纹状体、海马齿状回等处分离出能在体外不断增殖,并具有向神经元和星形胶质细胞分化潜能的细胞群。
20世纪90年代初,Reynolds 等从成年小鼠脑纹状体分离出能在体外不断分裂增殖,具有多种分化潜能的细胞群,正式提出了“神经干细胞”的概念,以一种新的观念代替了传统的认为神经组织一成不变的观念。
神经干细胞修复创伤性脑损伤及其影响因素的研究进展
【摘要】 创伤性脑损伤( TBI) 是中、青年人的最主要死因ꎬ已成为目前医学界重点关注的问题ꎮ TBI 损
伤包括直接损伤和二次损伤ꎬ临床中最棘手的是 TBI 的二次损伤ꎮ 近年来神经干细胞( NSCs) 成为治疗神经
系统损伤与神经退行性病变的研究焦点ꎬ但其移植后成活率和神经元的转化率严重限制了临床的应用ꎮ 本
损伤与神经退行性病变的研究焦点ꎬ但其移植后成活率和神
经元的转化率严重限制了临床的应用ꎮ 本文主要探讨 NSCs
在脑损伤中的作用以及其已知的机制与方法ꎮ
1 NSCs 的基本特性
基金项目: 国家自然科学基金(81660329) ꎻ首都医科大学本科
生科研项目( XSKY2018)
作者单位: 100053 北京ꎬ首都医科大学宣武医院(陈佳树ꎬ宋灏哲ꎬ
由许多细胞和细胞外成分组成ꎬ如室管膜细胞、脉管系统、细
胞外基质蛋白、可溶性因子、星形胶质细胞、小胶质细胞和周
细胞 [8 - 10] ꎮ 这些细胞与细胞的相互作用、自我调节( 如转录
and methods.
【 Key words】 traumatic brain injuryꎻ neural stem cellsꎻ repair
创伤性脑损伤( TBI) 致死率和致残率居创伤首位ꎬ中国
NSCs 有两个基本属性:无限的自我更新能力和分化为
每年有 60 万 TBI 患者ꎬ其中大多数为重度脑损伤患者ꎬ其病
马齿状回颗粒下区( SGZ 区) ꎬ这两个区域存在着活跃状态的
NSCsꎬ激活后可分化产生神经细胞ꎻ而大脑其他结构中则存
在着休眠状态的 NSCsꎬ这些细胞在一定条件下可激活ꎬ这些
激活后的 NSCs 可增殖分化成为新的神经元和神经胶质细
LPS激活的星形胶质细胞在iPSCs增殖中的作用及机制
LPS)激活的星形胶质细胞共培养可提高iPSCs的存活率遥活化的星形胶质细胞分泌IGF-1,该蛋白通过IGF-1受体上调
iPSCs中PBK的表达遥结论:活化的星形胶质细胞分泌的IGF-1可以促进iPSCs的增殖遥
[关键词]星形胶质细胞曰胰岛素样生长因子1曰诱导多能干细胞曰增殖
[中图分类号]R651.1+5
蒋锐**,沈剑虹,陈一楠,林毅,倪兰春,施炜***
地塞米松在颅脑创伤治疗方面的探讨
地塞米松在颅脑创伤治疗方面的探讨摘要】在我国每年死于颅脑创伤的人口约占创伤者的50%,具有高死亡率、致残率的性质。
创伤性脑水肿是颅脑遭受重创后的严重继发性的病理生理反应,脑水肿致使颅内高压增高,严重时可导致患者出现脑疝,是导致颅脑创伤患者死亡的主要原因危及患者生命。
即使经过治疗,但其治疗效果并不理想。
本文就颅脑创伤后脑水肿机制及治疗中地塞米松的应用做一综述。
【关键词】颅脑创伤:脑水肿:地塞米松:治疗颅脑创伤的高致残率和死亡率严重我国居民的健康和生命安全。
近年来,虽然临床救治能力的进步与发展,使相当一部分颅脑伤患者生命得以挽救,但是颅脑创伤所引起的继发性脑水肿仍然影响患者预后的重要因素。
亦是目前临床治疗和实验研究的难点和热点之一。
地塞米松在中枢神经系统的创伤治疗中已较经常应用.并发现效果令人乐观,因而地塞米松在颅脑创伤后继发病损的防治,特别是脑水肿的防治方面的具有重要作用。
1 创伤性脑水肿的发病机制和分类脑部供养不足、颅内静脉血压上升、血脑屏障被破坏等多种因素打破了脑组织内的水分平衡,水分运输功能失调,进而使脑细胞膜内外的水、电解质分布平衡状态被打破,大量水分蓄积于脑细胞内,最终改变脑体积。
有研究者从脑水肿发病部位、可能的发生机理和水肿液性质方面出发,在 1967 年提出脑水肿分类:可分为间质性脑水肿、细胞毒性、血管源性及渗透压性的脑水肿[1]。
总之,创伤性脑水肿形成过程中可同时存在上述类型,这些类型也可以相互作用,相互演变,从而促进脑水肿的形成。
将急性脑外伤所致的创伤性脑水肿,从临床的角度分为早发(原发性)与迟发(继发性)性脑水肿.以利对创伤性脑水肿的防治,并仅从病理生理方面探讨其发病机制[2]外伤性BE虽以血管源性BE为主.但因其发病机理复杂,常系血管源性与细胞毒性的混合性BE.有学者提出脑挫伤伴有明显的血管阻塞.阻塞血管在创伤区最多,向周围逐渐减少.血管阻塞范围随创伤程度的增加而增大.无疑这将因脑缺血而导致代谢性细胞毒性脑水肿。
干细胞治疗脑损伤的概况与进展
胞, 来源于囊胚 的胚胎 干细胞拥有无限繁殖 和全 能分 化能力 b
体细胞诱导得 到 的多能 干细胞 , 这 些 干细胞 为神 经干 细胞 提
供 了另外 一个 途径 , 而 且排 除 了移植 引起 的免 疫反 应风 险 C
来 自胎儿脑组 织 的神经 干细胞 , 这是 目前 最具有 前途 而且 最
2 神 经 干 细 胞
主要有 以下几点 : ①增殖 能力 , 人 类胚胎 干细胞 至少 分裂 3 0 0 次每 3 6  ̄1 2 0小时 , 胎儿 组织 获得 的神 经干 细胞 分裂 1 0 0次
每 3 ~4天 , 成年组织提取 的神经干细胞分裂次数很有 限一 这也
是它们用 于临床 的阻碍之一 [ 1 ] 。②在 整个生命 进程 中能 自我 更新 和维持 , 这似 乎是所 有干 细胞 的共性 [ 1 ] 。③具 有多 能分 化潜能 , 神经干细胞能分化为神经元 、 星型胶质 细胞 和少 突胶 质细胞E 4 ] 。④损伤 或疾病 能刺激 神经 干细 胞 的增殖 和分 化 。
体外定 向诱导胚胎 干细胞的分化 以及脑中神经干细胞的检测等 , 这些进展都为中枢神 经系统损伤或疾病的创新疗法奠定 了基础 。治疗
中枢神经 系统损伤或疾病主要有两个方法 : ①激活内源性神经再生 ; ②细胞替代疗法。以下主要讨论细胞替代疗法 的概况与进展。 关键词 : 神经干细胞 ; 修 复; 替代 ; 脑损伤
胞, 成年大脑主要在两个区域存在神 经干细胞 , 这两个 区域称 为神经原 区, 它们 分别是海马和脑室下区[ 5 ] 2 . 1 神经干细胞的生物学特性 总结 近年来 的研 究文 献 , 得到 神经干 细胞 的生 物学 特性
近年来 , 神经科 学研 究 已经表 明 了在成 人和 胎儿 的中枢
创伤如何使大脑和身体发生神经生物学变化
创伤如何使大脑和身体发生神经生物学变化创伤后应激障碍(post-traumatic stress disorder)是你经历的创伤事件的副产品。
本质上,创伤后应激障碍是一种心理健康状况,会影响你调节恐惧反应的能力。
虽然并非所有创伤事件都会导致PTSD,但每年约有1200万人受到其影响,并且女性更容易出现PTSD症状。
从表面上看,创伤后应激障碍似乎是对刺激的情绪反应。
但这并不是全貌。
创伤会改变你的身体和大脑的工作方式。
创伤后应激障碍既是一种心理损伤,也是一种生理损伤。
这是一个很大的说法,但让我们深入研究创伤后应激障碍与大脑和身体健康变化的关系。
“什么是PTSD?创伤后应激障碍(PTSD)是一种心理健康障碍,其特征是人们对威胁的感知以及对威胁的反应受到干扰。
当我们经历创伤或压力时,我们的自主神经系统会启动,我们的下丘脑和垂体会分泌大量应激激素,以交感神经系统或战斗或逃跑反应来保护我们。
对于没有创伤后应激障碍的人来说,我们的身体会在事件发生后恢复自我平衡,这是我们身体用来恢复稳定的自我调节系统。
对于有PTSD症状的人来说,情况并非如此。
压力和高度警觉的感觉可能会持续很长时间——几天、几个月甚至几年。
PTSD是从创伤经历中产生的,尽管没有一种创伤会自动导致PTSD。
常见来源包括战斗、虐待、事故和经历自然灾害。
并不是每个经历创伤的人都会患上创伤后应激障碍。
研究人员也无法解释为什么有些人会患PTSD,而另一些人则不会。
然而,既往的精神疾病史、缺乏支持系统和童年情况会增加患PTSD的机会。
PTSD会严重影响一个人的功能、情绪健康和人际关系。
它会使人衰弱。
创伤后应激障碍的症状分为四大类:侵入、回避、认知和情绪的改变以及觉醒和反应性的改变。
“PTSD的常见分类症状•侵入:这种类型的PTSD症状包括回忆、痛苦的想法或对事件的记忆。
•回避:通过避免PTSD症状,一个人可能会避开那些提醒他们创伤的人、地方或环境。
他们也会避免谈论形势和他们对形势的感受。
在大鼠创伤性脑损伤模型中神经干细胞移植对突触素表达的影响
[ 稿 日期 ] 0 10 —0 [ 回 日期 ] 0 11 —1 收 2 1 -81 修 2 1 —OO [ 金 项 目] 宁 省 教 育 厅 科 学 技 术 研 究 项 目 ( 0 8 5 ,0 8 7 ) 基 辽 20 81 20 7 9 [ 者 简介 ] 海 英 , ( 9 5 )汉 族 , 士 研 究 生 。 作 马 女 17 年 , 博 *通 讯 作 者 ( o c rep n ec h udb d rse) Towh m ors 0 dn eso l ea desd
f n t na dsn po h s ( YP nijrdb ano a d l f ru t ri jr ( B ) u ci n y a tp yi S )i u e— ri f rtmo e o a mai b a i uy T I.M eh o n n a t c nn t—
t e N S a e e y PKH 2 ,wh l i wa k n t n y t v h o t o r u e ev d e u v l n a h Csl b l d b 6 i Grd l a d La e c o mo et e c n r I o p r c i e q i a e ts — e g l e s l t n t s swe e u e o e au t d t e s n o i t rf n t n o h n m a s i o u i e t r s d t v l a e h e s rmo o u c i ft e a i l .Th u b r o u v — n o o en m e fs r i
i a d l fta ma i r i n r n ar tmo e o r u t b an ij y c u
创伤性脑损伤中神经炎症相关细胞的研究进展
生物技术进展2020年㊀第10卷㊀第1期㊀23~29CurrentBiotechnology㊀ISSN2095 ̄2341进展评述Reviews㊀收稿日期:2019 ̄08 ̄08ꎻ接受日期:2019 ̄09 ̄10㊀基金项目:国家自然科学基金项目(31500828)ꎻ北京市科技创新服务能力建设项目(015000546319511)ꎮ㊀联系方式:赵清辉E ̄mail:1178968651@qq.comꎻ∗通信作者谢飞E ̄mail:xiefei990815@bjut.edu.cn创伤性脑损伤中神经炎症相关细胞的研究进展赵清辉ꎬ㊀罗秋丽ꎬ㊀琚芳迪ꎬ㊀何晋ꎬ㊀姚婷婷ꎬ㊀马胜男ꎬ㊀寻治铭ꎬ㊀赵鹏翔ꎬ㊀谢飞∗北京工业大学生命科学与生物工程学院ꎬ北京100124摘㊀要:创伤性脑损伤(traumaticbraininjuryꎬTBI)ꎬ亦称颅脑损伤或头部外伤ꎬ专指由外伤引起的脑组织损害ꎮ然而ꎬ从轻度到重度的TBIꎬ改善TBI患者预后的治疗方法都十分匮乏ꎮ神经炎症可引起脑外伤后急性继发性损伤ꎬ并与慢性神经退行性疾病有关ꎬ因此ꎬ系统了解参与TBI后神经炎性反应的细胞显得尤为重要ꎮ主要对TBI中参与炎症反应的细胞(如小胶质细胞㊁星形胶质细胞㊁少突细胞㊁中性粒细胞和淋巴细胞)的启动以及相互作用的最新研究进展进行了综述ꎬ以期为临床研究提供新的策略ꎮ关键词:创伤性脑损伤ꎻ神经炎症ꎻ炎症细胞DOI:10.19586/j.2095 ̄2341.2019.0078ResearchProgressonNeuroinflammation ̄relatedCellsinTraumaticBrainInjuryZHAOQinghuiꎬLUOQiuliꎬJUFangdiꎬHEJinꎬYAOTingtingꎬMAShengnanꎬXUNZhimingꎬZHAOPengxiangꎬXIEFei∗CollegeofLifeScienceandBioengineeringꎬBeijingUniversityofTechnologyꎬBeijing100124ꎬChinaAbstract:Traumaticbraininjury(TBI)ꎬalsoknownascraniocerebralinjuryorheadinjuryꎬrefersspecificallytobraintissuedamagecausedbytrauma.HoweverꎬfrommildtosevereTBIꎬtherearefewtreatmentstoimprovetheprognosisofTBIpatients.Neuritiscancauseacutesecondaryinjuryaftertraumaticbraininjuryandrelatedtochronicneurodegenerativediseases.ThereforeꎬitisparticularlyimportanttounderstandthecellularsysteminvolvedintheneuroinflammatoryresponseafterTBI.ThispapermainlyfocusedonthecellsinvolvedintheinflammatoryresponseinTBI(suchasmicrogliaꎬastrocytesꎬoligodendrocytesꎬneutrophilegranulocyteꎬlymphocyteꎬetc.).Thisarticlereviewedtherecentadvancesintheinitiationandinteractionofgranulocytesandlymphocytesꎬwhichwasexceptedtoprovideanewstrategyforclinicalresearch.Keywords:traumaticbraininjuryꎻneuroinflammationꎻinflammatorycells㊀㊀创伤性脑损伤(traumaticbraininjuryꎬTBI)是由外力引起的脑功能或病理学变化ꎬ这是全世界严重的公共卫生问题ꎮ研究发现创伤后应激障碍㊁记忆障碍㊁帕金森㊁癫痫㊁慢性创伤性脑病均和神经炎症反应有关[1 ̄5]ꎮ在健康的组织中ꎬ炎症通常起到对抗入侵病原体和维持组织健康的作用ꎬ然而ꎬ在诸如创伤等病理条件下ꎬ炎症也可加重组织损伤[6 ̄8]ꎮTBI的炎症反应曾被认为是外周免疫介质通过受损的血脑屏障而发生的ꎬ现在被认为是中枢细胞㊁外周细胞和可溶性细胞之间通过一种复杂的相互作用而发生ꎬ并受多种因素影响ꎮ创伤性脑损伤发生后ꎬ小胶质细胞启动和外周中性粒细胞浸润ꎬ随后淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润ꎮ同时ꎬ各种炎性细胞因子和趋化因子启动免疫细胞并在病变区域积聚[9 ̄10]ꎮTBI后的炎症反应是一把双刃剑ꎬ具有益方面ꎬ如促进碎片清除和神经元再生㊁胶质细胞分化和血管生成ꎻ还有一些有害方面ꎬ例如介导神经元死亡和神经退行性疾病ꎮ因此ꎬ全面了解TBI后的神经炎症反应尤为重要ꎮ本文将从以上两个方面对TBI后神. All Rights Reserved.经炎性反应相关细胞以及他们的相互作用最新研究进展进行综述ꎬ以期为创伤性脑损伤的相关研究提供参考ꎮ1㊀TBI后的炎症反应与神经胶质细胞1.1㊀TBI后的炎症反应与小胶质细胞启动小胶质细胞的功能与外周巨噬细胞相似ꎬ易受周围微环境的影响向不同表型发生极化ꎬ极化的小胶质细胞主要分为M1型和M2型ꎬM2型又可细分为M2a㊁M2b㊁M2c三个亚型[11]ꎮM1样表型主要由危险相关分子模式(damageassociatedmolecularpatternsDAMPs)㊁自由基或促炎细胞因子诱导产生ꎬ其特征是促进趋化因子㊁促炎细胞因数㊁活性氧ROS生成以及细胞吞噬活性降低ꎮM1样 促炎 小胶质细胞通常被认为是有害的ꎬ过度或延长M1样反应可导致继发性脑损伤ꎮM2a样小胶质细胞可有白介素4(interleukinꎬIL ̄4)和IL ̄13刺激的产生ꎬ其与抗炎细胞因子的产生和吞噬活性的增加有关ꎮM2c样小胶质细胞可促进组织修复和重塑ꎮM2b样小胶质细胞可由TLR配体刺激产生ꎬ具有促炎和抗炎双重作用ꎮ小胶质细胞极化主导类型随TBI后时间以及TBI模型不同而改变ꎬ大部分启动的小胶质细胞混合了M1/M2样小胶质细胞ꎮ研究表明M2型小胶质细胞具有可促进组织修复以及抗炎作用ꎬ而M1型小胶质细胞异常增多则使病理结果恶化[12]ꎮ因此TBI早期治疗策略不仅要抑制小胶质细胞活化ꎬ更应关注提高M2型小胶质细胞比例ꎮ近年来ꎬ研究发现阿托伐他汀㊁西地那非㊁米诺环素㊁牛磺酸脱氧胆酸㊁青藤碱㊁间充质干细胞㊁芬戈莫德等可以提高M2/M1比[13]ꎮ1.2㊀TBI后的炎症反应与星形胶质细胞启动细胞肿胀是脑外伤后颅内压升高的主要病理生理机制ꎮ星形细胞介导的NFκB信号传导可以引起细胞肿胀ꎬ进而导致颅内压升高ꎬ因此抑制星形胶质细胞中的NFκB信号可以减少中枢神经系统损伤后的炎症反应[14 ̄15]ꎮ此外ꎬTBI诱导的组织损伤后ꎬ高迁移率族蛋白1(HMGB1)的释放可向小胶质细胞发出信号ꎬ从而诱导IL ̄6的分泌ꎬ向反应性星形胶质细胞发出信号ꎬ进而上调参与水摄取的AQP4水通道[16]ꎮ反应性星形胶质细胞可直接导致细胞毒性水肿引起的颅内压升高ꎬ以及产生有害的炎症介质加重脑损伤ꎬ这是其不利的一方面ꎮ虽然Walko等[17]研究发现增加脑脊液中的DAMPS㊁HMGB1和线粒体DNA浓度可以加重脑外伤患者的病情ꎬ但是星形胶质细胞的DAMPs也会引起它们与吞噬细胞相互作用ꎬ进而促进清除毒性碎片[18 ̄19]ꎮ同样地ꎬ反应性星形胶质细胞可以释放HMGB1等信号到内皮细胞及其祖细胞ꎬ以促进脑损伤后神经血管重构和BBB的修复[20 ̄21]ꎮ此外ꎬ星形胶质细胞中的NFκB信号也可能在脑损伤后产生有益的作用ꎬ因为它可以导致神经和胶质保护生长因子㊁脑源性神经营养因子和神经生长因数的产生和分泌[19]ꎮ星形胶质在不同损伤水平以及不同损伤时间点会产生不同的炎症相关分子以及免疫调节分子㊁细胞因子㊁趋化因子㊁生长因子等[22]ꎮ因此对创伤性脑损伤星形胶质细胞产生的抗炎和促炎作用的研究ꎬ应考虑损伤程度与时间等相关因素影响ꎮ1.3㊀TBI后的炎症反应与少突胶质细胞启动成熟的少突胶质细胞包裹轴突或血管ꎬ形成神经绝缘结构的髓鞘ꎬ维持神经元的正常功能ꎮ根据分布可分为三类:血管间少突胶质细胞㊁神经周围少突胶质细胞和血管周围少突胶质细胞ꎮ血管间少突胶质细胞沿白质和神经纤维分布ꎬ在髓鞘形成阶段迅速减少ꎮ神经周少突胶质细胞ꎬ也称为神经周卫星细胞ꎬ可由少突胶质细胞前体细胞(OPCs)增殖ꎬ作为对损伤或疾病的反应ꎮOPCs的激活被认为是保持体内平衡和参与损伤后修复的一种大脑保护反应[23 ̄24]ꎮ脑损伤后ꎬ少突胶质细胞可以作为神经炎性介质的受体如白介素家族IL ̄4IL ̄6㊁IL ̄7等以及趋化因子受体1(CXCR1)㊁CXCR2㊁CXCR4等ꎻCXCR4能与由星形胶质细胞和小胶质细胞分泌的CXCL12结合ꎻ少突胶质细胞可以通过其膜糖蛋白CD200与小胶质细胞进行细胞间通讯ꎮCD200与由小胶质细胞表达的CD200R受体结合而降低小胶质细胞的活性ꎻCD200缺乏的小鼠小胶质细胞会自发活化[25 ̄28]ꎮ此外ꎬ少突胶质细胞也会分泌大量的CXC趋化因子ꎬ如CXCL1 ̄5和CCL21ꎬ加重炎症反应ꎮ创伤性脑损伤后ꎬOPCs可以释放金属基质蛋白酶MMP ̄9ꎬ破坏血脑屏障ꎬ促进中性粒细胞以及单核细胞浸润ꎬ进一步加重炎症反应[29]ꎮ42生物技术进展CurrentBiotechnology. All Rights Reserved.2㊀TBI后的炎症反应与中性粒细胞神经炎症是中枢神经系统中的炎症反应ꎬ由脑细胞和周围免疫细胞共同参与ꎮ虽然神经炎症反应是为了保护中枢神经系统不受感染和损伤ꎬ但也是脑外伤后继发损伤的重要机制ꎮTBI相关的神经炎症以启动的胶质细胞㊁星形胶质细胞㊁招募的白细胞和大脑中枢上调的炎性细胞因子为特征[30]ꎮ在中枢神经系统(CNS)中ꎬ由于血脑屏障(BBB)的存在ꎬ在脑实质中很少发现中性粒细胞[31]ꎮ在脑脊液(CSF)㊁脑膜和软脑膜等特定的隔间内ꎬ仅有少量中性粒细胞和其他免疫细胞提供免疫监测ꎮ然而ꎬ在感染㊁创伤㊁缺血和出血等病理条件下ꎬ中性粒细胞进入脑组织的数量明显增加[32]ꎮ中性粒细胞衍生的细胞因子非常复杂ꎬ除了常见的炎症相关细胞因子[肿瘤坏死因子(TNF)家族㊁促炎细胞因子㊁CXC ̄趋化因子㊁CC ̄趋化因子]外ꎬ中性粒细胞中还检测到其他抗炎细胞因子㊁免疫调节细胞因子㊁血管生成因子和神经营养因子[33 ̄36]ꎮ中性粒细胞除了具有衍生的细胞因子的作用外ꎬ还能损伤BBB的紧密连接和渗透性ꎮ显然ꎬ中性粒细胞分解血脑屏障有助于招募更多的免疫细胞对抗病原体ꎬ这同时也会导致组织损伤ꎮ研究表明抑制活化的中性粒细胞有利于炎症消退和随后的恢复[37 ̄42]ꎮ3㊀TBI后的炎症反应与T淋巴细胞T细胞对小胶质细胞表型和功能有很大的影响ꎮ在中枢神经系统损伤后ꎬT细胞浸润损伤组织ꎬNorimatsu等[43]通过给予免疫抑制剂FTY720从而使脊髓损伤的啮齿动物炎症减轻ꎬ恢复良好ꎮTh17细胞因其产生IL ̄17和其他促炎细胞因子而命名ꎬ被认为是实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)中引起脊髓炎性脱髓鞘的原因[44]ꎮTh17细胞和其他 17型 T细胞与多种自身免疫和炎症状态有关ꎬ但尚未在TBI中进行研究ꎮ17型应答可以在脑外伤后释放的细胞因子如IL ̄1βꎬ促进并诱导CXCL8和中性粒细胞募集ꎬ进而加重炎症反应[45]ꎮ然而ꎬT细胞对创伤性脑损伤亦是一把双刃剑ꎬ研究发现T细胞缺陷小鼠(由于RAG或MHCII基因缺陷)在中枢神经系统损伤模型中的预后较差ꎬ表明T细胞具有显性神经保护作用[46 ̄47]ꎮ在小鼠体内启动自身免疫性T细胞ꎬ有利于中枢神经损伤的修复ꎬ这种保护的机制可能是由于T细胞产生的神经营养因子作用于神经元和星形胶质细胞以促进存活和修复[47 ̄52]ꎮT细胞是正常中枢神经系统发育所必需的ꎬ因为T细胞缺陷的小鼠表现出认知和行为发育异常ꎬ这表明T细胞也有助于大脑的发育和维持[53]ꎮ在调节M1/M2样平衡的同时ꎬT细胞产生的IL ̄4通过增强神经营养素信号来保护神经元ꎮIL ̄4介导的T细胞对受损中枢神经系统组织的保护ꎬ似乎不需要T细胞的抗原特异性受体启动ꎬ神经元可以直接诱导IL ̄4[54]ꎮIL ̄33在小鼠中枢神经系统损伤后也具有神经保护作用[55]ꎮ众所周知ꎬIL ̄33作用于产生IL ̄4的Th2细胞ꎬ因此ꎬIL ̄33可能为中枢神经系统损伤和启动IL ̄4产生之间提供了一种联系[56 ̄58]ꎮ4㊀TBI后炎症反应中各种细胞的相互作用4.1㊀小胶质细胞启动与中性粒细胞小胶质细胞是大脑固有的免疫细胞ꎬ类似于周围组织中的巨噬细胞ꎮ它的功能是清除碎片㊁传递炎症信号等ꎮ小胶质细胞有静息或活化两种状态ꎮ静息状态的小胶质细胞可被中风㊁衰老㊁脑损伤和神经退行性疾病诱导ꎬ成为活化的小胶质细胞ꎮ到目前为止ꎬ还没有直接证据表明ꎬ在TBI模型中ꎬ中性粒细胞影响了小胶质细胞亚型(M1和M2)ꎮ然而ꎬMoxon和Schlichter[59]研究表明中性粒细胞的减少可减少脑出血后的小胶质/巨噬细胞数量ꎬ并降低小胶质/巨噬细胞上的启动标记CD68ꎬ表明中性粒细胞参与了调节小胶质状态ꎮ脑损伤后ꎬ小胶质细胞可以启动内皮细胞的活化ꎬ以及促进外围白细胞向中枢神经系统的募集[60]ꎮ启动的小胶质细胞迅速产生大量的炎性细胞因子和趋化因子(IL ̄1β㊁TNF ̄α㊁IL ̄6㊁CXCL1 ̄5㊁CXCL8 ̄10)ꎬ这些炎性介质是招募和启动中性粒细胞的强趋化因子ꎬ除了上述小胶质细胞衍生的细胞因子外ꎬ中性粒细胞释放一些其他分子来相互启动小胶质细胞ꎬ如ROS㊁脂质运载蛋白2和MMP9等[61 ̄63]ꎮ启动的小胶质细胞表现得像一把双刃剑:一方面ꎬ它促进中性粒细胞分泌更多促炎52赵清辉ꎬ等:创伤性脑损伤中神经炎症相关细胞的研究进展. All Rights Reserved.细胞因子ꎬ造成细胞因子大量释放ꎻ另一方面ꎬ启动的小胶质细胞也与减少神经元损伤㊁释放小胶质神经保护因子有关[64]ꎮ但是在TBI后ꎬ中性粒细胞是否会影响小胶质细胞M1/M2的极化尚不清楚ꎮ4.2㊀星形胶质细胞与中性粒细胞星形胶质细胞通常被认为是神经炎症过程中的一种保护机制[65]ꎮ同时ꎬ在急性炎症反应期间ꎬ反应性星形胶质细胞可以形成血管周围疤痕ꎬ从而限制中性粒细胞从受损组织扩散到健康组织中[66]ꎮ在体外实验中ꎬXie等[67]发现中性粒细胞与星形胶质细胞相互作用有直接与间接两种方式ꎮ在细胞-细胞直接接触下ꎬ星形胶质细胞可减少中性粒细胞的凋亡和脱粒ꎬ提高中性粒细胞的吞噬能力和促炎细胞因子的表达ꎮ在间接作用下ꎬ星形胶质细胞可减少中性粒细胞的凋亡ꎬ增强中性粒细胞的坏死和吞噬ꎬ抑制中性粒细胞的脱粒[[67]ꎮ中性粒细胞与星形胶质细胞相互作用也会影响星形胶质细胞的反应性ꎮ用抗Ly6G抗体治疗小鼠ꎬ可抑制星形胶质细胞增生ꎬ并使脊髓损伤的结果恶化[68]ꎮ在另一项体外研究中ꎬHoosh ̄mand和Nguyen[69]发现中性粒细胞可以通过产生C1q和C3a来诱导星形胶质形成ꎮ所有这些数据都表明中性粒细胞和星形胶质细胞是神经炎症过程中细胞因子的主要来源ꎬ通过相互刺激促进炎症级联反应ꎮ中性粒细胞是脑损伤过程中促进反应性星形胶质细胞增生的重要因素ꎮ星形胶质细胞增生在脑损伤中是好是坏仍是一个悬而未决的问题ꎮ4.3㊀少突胶质细胞与中性粒细胞少突胶质细胞不仅与小胶质细胞以及星形胶质细胞相互作用参与免疫调节ꎬ而且与中性粒细胞也有一定的关系ꎮ在脑损伤的急性期ꎬOPCs是MMP9表达细胞的主要组成部分ꎬ创伤性脑损伤后ꎬOPCs可以释放金属基质蛋白酶MMP ̄9ꎬ破坏血脑屏障ꎬ促进中性粒细胞浸润ꎬ进一步加重炎症反应ꎮSeo等[29]在小鼠脑损伤术后以及术后第二天给予MMP抑制剂GM6001治疗ꎬ发现GM6001可以减少早期BBB渗漏和中性粒细胞浸润ꎮ4.4㊀少突胶质细胞与T淋巴细胞少突胶质细胞并不是免疫应答的旁观者ꎬ事实上少突胶质细胞可产生多种免疫调节因子ꎬ以及表达多种与之相结合的受体ꎮ如少突胶质细胞表达的MHCⅠ类分子能够被CD8+T淋巴细胞识别[70]ꎬ表达的MHCⅡ类分子能够与CD4+T淋巴细胞相互作用ꎻ表达的非典型MHCⅠ类分子人类白细胞抗原E(humanleukocyteantigenEꎬHLA ̄E)可以对炎性细胞因子入侵进行应答[71]ꎮ然而究竟是典型还是非典型MHC分子会诱发T细胞介导的损伤亦或启动修复程序尚需深入研究ꎮ5㊀展望TBI后的神经炎症反应包括神经胶质细胞的启动㊁大脑中炎症介质的释放以及外周免疫细胞的募集ꎬ这些炎症反应在诱发脑继发性损伤的同时ꎬ也在一定程度上具有修复神经系统的作用ꎮ因此ꎬ创伤后神经炎症反应是一把双刃剑ꎬ既有正面作用也有负面作用ꎮ因此ꎬ未来的研究重点应该放在阐明TBI后随着时间变化各种炎性细胞以及炎症因子所起到的具体作用ꎬ并找到相应的炎症调节策略ꎬ进而在TBI后的不同时期发挥相应的作用ꎬ在降低炎症反应继发性损伤的同时ꎬ它在促进神经修复和再生方面起着重要作用[72]ꎮ临床治疗不能简单地抑制炎症反应ꎬ需要根据患者的年龄㊁性别㊁遗传易感性㊁存在或不存在继发性损伤以及血清㊁CSF㊁成像㊁生物标志物等ꎬ来定义患者的炎症表型ꎮ开展针对特定患者进行个性化炎症调节治疗的临床试验ꎬ以期能够减少继发性损伤ꎬ增强修复ꎬ改善患者预后ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]㊀RUFFRLꎬRIECHERSRG.Effectivetreatmentoftraumaticbraininjury:learningfromexperience[J].J.Am.Med.Assoc.ꎬ2012ꎬ308(19):2032-2033.[2]㊀TAYLORCAꎬBELLJMꎬBREIDINGMJꎬetal..Traumaticbraininjury ̄relatedemergencydepartmentvisitsꎬhospitaliza ̄tionsꎬanddeaths ̄UnitedStatesꎬ2007and2013[J].MMWRSurveillSumm.ꎬ2017ꎬ66(9):1-16.[3]㊀CHENGPX.TrendsintraumaticbraininjurymortalityinChi ̄naꎬ2006–2013:apopulation ̄basedlongitudinalstudy[J/OL].PLoSMed.ꎬ2017ꎬ14(7):e1002332[2019 ̄11 ̄28].ht ̄tps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28700591.DOI:10.1371/journal.pmed.1002332.[4]㊀SCOTTGꎬRAMLACKHANSINGHAFꎬEDISONPꎬetal..Amyloidpathologyandaxonalinjuryafterbraintrauma[J].Neurologyꎬ2016ꎬ86(9):821-828.62生物技术进展CurrentBiotechnology. 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文章编号: 1004-437X( 2012) 04-0492-03
河南医学研究
HENAN MEDICAL RESEARCH
Vol. 21 No. 4 December 2012
·综 述·
创伤性脑损伤后内源性神经干细胞的变化及作用 The changes and effects of endogenous neural stem cells after traumatic brain injuries
1 脑内内源性神经干细胞的正常分布、增殖、 分化及迁移
目前研究认为在成体脑内内源性神经干细胞( endogenous neural stem cells,eNSCs) 主要分布在侧脑室 的脑室下区( subventricular zone,SVZ) 和海马齿状回 颗粒下层( subgranular zone,SGZ) 。在体外已经从皮 层、纹状体、下丘脑、黑质和脊髓中分离出具有分化潜 能的神经前体细胞,由此推断这些区域的细胞 具 有 NSCs 潜能,但仍不能说其具有体内 NSCs 的功能[1]。 一般认为脑内广泛存在的 eNSCs 正常情况下多处于 静息状态,但 研 究 表 明 脑 内 存 在 持 续 的 神 经 增 殖、迁 移、分化及凋亡,而多种内源性和外源性因素动态地影
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响神经再生的不同阶段[2],并且可能与学习、记忆、认 知等功能密切相关[3]。研究证实源自 SVZ 新生的前 体细胞沿头向迁移流( rostral migratory stream,RMS) 迁向 嗅 球,并 分 化 成 为 颗 粒 细 胞 ( GC) 和 球 旁 细 胞 ( PG) [4]。而成年海马神经发生则始于海马齿状回颗 粒下区,向海马齿状回颗粒细胞层内部迁移,分化成齿 状回颗粒细胞,并可向周围延伸整合入神经环路中,少 部分变成神经胶质[5]。
2 创伤性脑损伤对内源性神经干细胞的影响
2. 1 创伤性脑损伤对内源性神经干细胞增殖的影 响 脑损伤后神经发生高于正常水平是内源性神经修 复的先决条件。研究证明脑损伤可以引起脑室下区、 海马齿状回颗粒层及损伤区周围的细胞增殖[6],而这 3 个区域的神经发生对神经修复可能起决定作用。接 下来本文将着重对这 3 个区域在创伤性脑损伤后的变 化进行探讨。已有研究表明创伤后损伤区的反应性细 胞如胶质细胞,免疫细胞等通过分泌多种因子 影 响 eNSCs 周围环境,华等: 创伤性脑损伤后内源性神经干细胞的变化及作用
·493·
后 6 周以上。 分析认为,这些研究结果不同可能与所选动物的
种属、月龄或损伤模型的不同有关。总的来说现阶段 的研究表明创伤性脑损伤可以激活 eNSCs 的增殖,但 是损伤激发的 eNSCs 来源、类型、以及不同区域在损 伤后开始增殖和持续的时间仍需要进一步深入研究。 2. 2 创伤性脑损伤对内源性神经干细胞迁移的影响
收稿日期: 2012-11-02; 修订日期: 2012-11-18 作者简介: 宗盛华 ( 1987 - ) ,男,河南汝州人,在读硕士研究 生,研究方向: 神经干细胞治疗创伤性脑损伤。 通讯作者: 关方霞( 1969 - ) ,女,博士,教授。E-mail: guanfangxia@ 126. com。
关于不同区域 eNSCs 开始增殖及持续的时间,不 同实验结果并不一致。Ramaswamy 等[8]发现在小鼠 CCI 模型 3 d 时受损皮层区就有神经细胞增殖现象, 这个时间太短不足以使来自 SVZ 和 SGZ 的神经前体 细胞迁移到损伤处,说明损伤区周围本身就有神经发 生。但是这些神经前体细胞是皮层原本存在的 eNSCs 还是有星型胶质细胞去分化而来的目前仍存在争议。 Sundholm[9]应用 BrdU 和 Dcx 双标示踪脑损伤后小鼠 的神经发生,发现在损伤后 15 d 的 SVZ 双阳性细胞数 并没有显著增加,而之前 Giongs 等[10]应用 PSA-NCAM 标记神经前体细胞,发现在损伤后 25 d 的 SVZ 阳性细 胞增加是有显著性意义的。Chen 等[11]研究发现神经 前体 细 胞 在 伤 后 28 d 恢 复 到 对 照 组 水 平,Urbach 等[12]发现脑损伤 后 神 经 前 体 细 胞 增 殖 可 持 续 至 损 伤
宗盛华1 ,杨 波1 ,关方霞2
( 1. 郑州大学第一附属医院 神经外科 河南 郑州 450052; 2. 河南医学科学院 河南 郑州 450003)
神经外科疾病中创伤性脑损伤发病率居高不下, 其高死亡率、高致残率一直是临床上的难题。随着近 20 年来国内外对神经系统更深层次的研究,尤其是神 经干细胞的发现,让人们对解决这一难题有了新的希 望。目前对于创伤后脑损伤应用神经干细胞作为治疗 措施的基础研究及临床试验主要有两方面: ①体外干 细胞分离培养增殖后和( 或) 定向诱导分化后移植; ② 采取措施促进内源性神经干细胞的增殖、迁移及诱导 其定向分化。与外源性神经干细胞相比,内源性神经 干细胞具有无免疫源性、无伦理学障碍、可自我更新、 多潜能分化、成瘤性低等优点。本文就近年来关于创 伤性脑损伤后内源性神经干细胞增殖、迁移和分化的 研究现状进行综述。由此加深对原有疾病内在机制的 认识,同时也为干细胞的综合治疗提供新的依据。
脑损伤后内源性神经干细胞被激活并迁移至损伤区 域,才能进一 步 替 代 受 损 神 经。 Goings[13] 等 研 究 证 实 脑损伤激发 SVZ 细胞增殖,并打破其沿 RMS 迁移的 稳定性,使部分神经前体细胞向损伤区迁移。而在对 缺血缺氧敏感的海马区,创伤激发的新生神经细胞可 能更多的替代该区创伤继发凋亡的神经元,从而对脑 损伤继发的认知、学习、记忆障碍起到修复作用,此外 也有部分新 生 细 胞 迁 往 损 伤 区 域[14]。 而 这 种 迁 移 可 能 是 由 多 种 趋 化 因 素 诱 导 的,如: 颤 蛋 白、 Shh、SDF-1 等。