神经干细胞的研究现状与应用前景

神经干细胞的分布
胚胎期： 神经干细胞主要分Байду номын сангаас在大脑的皮层、纹状体、海 马、室管膜下层和中脑等区域。
成年期： 中枢神经系统仍有神经干细胞存在，只不过这些 细胞平时处于静止状态。成年脑区神经干细胞主 要局限在海马齿状回、纹状体和环绕侧脑室的室 脑膜下层。
海马齿状回
侧脑室的室脑膜下层
皮质 髓质 基底核
干细胞来源于胚胎、胎儿组织和成年组织如骨髓、脐带等。干细胞 技术最显著的作用就是：能再造一种全新的、正常的甚至更年轻的 细胞、组织或器官。
干细胞技术是近年现代生物科技继克隆技术、基因工程之后的第三 大科学成就。
它不仅促使人们重新熟悉细胞生长与分化的基本生命原理，也为多 种难治性疾病的治疗带来了划时代的革命。21世纪是生命科学的时 代，也是为人类的健康长寿创造世界奇迹的时代，干细胞的应用将 有广阔前景。
1． 生长因子： FGF－2（碱性成纤维细胞生长因子－2）在胚胎早期维持神经祖细胞的的生存，促进其 增殖。 ECG（神经表皮生长因子）在发育较晚期促使神经祖细胞增殖和分化。 BDNF（脑源性神经营养因子）及IGF1（胰岛素样生长因子1）主要促进祖细胞向神经元 方向分化。
2． 细胞因子：红细胞生成素、集落刺激因子、白介素家族等影响神经元的发育；BMP（ 骨架多型性蛋白）促进神经干细胞向星形胶质细胞方向分化。
成年神经干细胞对脑损伤的修复作用
control
kindled
Examples of BrdU positive nuclei in hippocampal sections from control
神经干细胞的形态
神经干细胞的特征
①有增殖能力。
②有自我维持和自我更新能力，对称分裂后形成的两个子细 胞为干细胞，不对称分裂后形成的两个子细胞中的一个为干 细胞，另一个为祖细胞，祖细胞在特定条件下可分化为多种 神经细胞。
③具有多向分化潜能，在不同因子下，可以分化成不同类型 的神经细胞，损伤或疾病可以刺激神经干细胞分化。
3． 移植区域的信号：一是选择性调控，即信号只能调节干细胞的存活和增殖而不能影响 其分化方向。二是指导性作用，指特异性指导神经干细胞、祖细胞向特定谱系分化。
4．神经干细胞和神经祖细胞自身产生多种调控信号。
5． Nestin基因和Notch基因：人nestin基因第二个内含子中存在一个（〈400bp区域〉对神 经干细胞起增强作用。这个增强子也对早期神经干细胞其他基因表达起作用，包括Notch 基因。Notch基因是在中枢神经系统发育过程中确定神经元数量的重要调控基因。
神经嵴干细胞(neuralcreststemcell，NC-SC)和中枢神经干细胞(CNS-SC)。
NCSC为外周神经干细胞(PNS-SC)，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细 胞和Schwann氏细胞，也能分化为色素细胞(pigmented cell)和平滑肌细胞等。 NSC一般是指存在于脑部的中枢神经干细胞(CNS-SC)，其子代细胞能分化成为 神经系统的大部分细胞。
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主要内容
基本知识
神经干细胞的定义、特点、标志、分布及分化因素等基本知识
成年神经干细胞的研究现状
研究方法
神经干细胞的来源、分离、培养及鉴定方法
应用前景
神经干细胞技术在神经系统疾病治疗中的应用 神经干细胞与神经心理学
基本知识
干细胞的概念
干细胞（Stem cell，SC）是一类具有自我更新（self-renewing）能力 的多潜能细胞，即干细胞保持未定向分化状态和具有增殖能力，在 合适的条件或给予合适的信号，它可以分化成多种功能细胞或组织 器官，医学界称其为“万用细胞”，也有人通俗而形象地称其为“干什 么都行的细胞”。
侧脑室
尾状核
背侧丘脑
豆状核
尾状核与豆状核合称纹状体
成年神经干细胞的研究现状
成年神经干细胞的功能
以前的观点认为成年大脑中的神经元数量是 稳定不变的，由这些神经元构成的神经网络结构 是相对稳定的，神经结构上的可塑性仅发生在树 突、轴突和突触等部位。而目前对神经再生和成 年神经干细胞的研究增加了新的认识。
3. 目前得到普遍认可的神经干细胞的概念是由Mckay在1997年提 出的：神经干细胞(neural stem cell，NSC)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。
(Okano et al. 2002)
神经干细胞的分化、增殖及其影响因素
神经干细胞的定义
1. 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。
2. 20世纪90年代后，许多实验都证实，人脑内也同样存在神经干 细胞。
自我更新能力和多向分化潜能是神经干细胞的两个基本特征 。
神经干细胞的分类
1.根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：
神经管上皮细胞
胚胎期
放射状胶质神经元 幼年期
神经母细胞
成年期
大脑中皮质及神经核等 的基本神经组织细胞
神经前体细胞 神经元 各类神经胶质细胞
各类神经细胞的前体细胞
2.根据部位分类主要有两类：
小结
成年海马的神经再生与海马功能有着密切关系。学习或奔跑可以改变动 物海马细胞存活或细胞增殖水平，从而增加海马的新生神经元的数目。紧张 、滥用鸦片和癫痫发作等都可以影响到成年海马齿状回新生神经元的增殖和 分化水平。人为减少海马颗粒样神经元的数目，经过处理后的动物其海马依 赖的记忆功能受到损害。
成年海马神经干细胞产生的新生神经元不仅在形态上与成熟海马神经元 相同，而且对突触刺激有动作电位反应，并且可以有效地整合到神经环路中 去。
人们推测，这些由神经干细胞产生的新生神经元是参与其所在海马区域 的正常功能。神经干细胞和学习记忆关系的研究是复杂的。尽管海马具有记 忆的存储功能，但这种记忆的存储是短暂的，只是为皮层区域的长时程记忆 做时空上的准备。