正確認(rèn)識(shí)神經(jīng)干細(xì)胞的危害和腦梗死病害的原因有哪些呢，應(yīng)該如何來(lái)加強(qiáng)這方面的治療管理新措施呢?同時(shí)有關(guān)腦梗死的治療和預(yù)防護(hù)理的新手段有哪些呢?本文選自：《臨床神經(jīng)病學(xué)雜志》,《臨床神經(jīng)病學(xué)雜志》于1988年7月創(chuàng)刊，由南京醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院主辦，1992年始向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行。本刊為中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊，以及中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤(pán)版)全文收錄期刊、中文生物醫(yī)學(xué)期刊數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊，萬(wàn)方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)數(shù)字化期刊群全文上網(wǎng)。屬技術(shù)類期刊，以“面向臨床、注重實(shí)用，鼎力于提高我國(guó)臨床神經(jīng)病學(xué)醫(yī)師的專業(yè)理論及診療水平”作為辦刊宗旨。

　　摘要：干( gàn) 細(xì)胞(stem cell)是一類具有自我復(fù)制能力(self-renewing)的多潛能細(xì)胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞。根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell，ES細(xì)胞)和成體干細(xì)胞(somatic stem cell)。根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育潛能分為三類：全能干細(xì)胞(totipotent stem cell，TSC)、多能干細(xì)胞(pluripotent stem cell)和單能干細(xì)胞(unipotent stem cell)(專能干細(xì)胞)。干細(xì)胞(Stem Cell)是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”。

　　關(guān)鍵詞：干細(xì)胞,腦梗死,醫(yī)學(xué)論文

　　1康復(fù)訓(xùn)練

　　在腦血管病患者發(fā)病早期進(jìn)行及時(shí)、有效的康復(fù)訓(xùn)練是提高患者生活質(zhì)量、減少殘疾、最大限度回歸社會(huì)的一個(gè)重要措施。李玲等的研究結(jié)果顯示:大鼠腦梗死24h 后每日給予平衡、旋轉(zhuǎn)、行走等功能訓(xùn)練,其神經(jīng)功能的恢復(fù)較未進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的大鼠明顯[1],表明康復(fù)訓(xùn)練在腦梗死后神經(jīng)功能的恢復(fù)中發(fā)揮極其重要的作用。王衛(wèi)東等的研究顯示:缺血性腦損傷后6至24 d 時(shí)間窗內(nèi),海馬齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞的增殖水平明顯上調(diào),而腦梗死大鼠經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練后,齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞的增殖水平則進(jìn)一步升高[2]。由于這些神經(jīng)前體細(xì)胞絕大部分最終發(fā)育為成熟的神經(jīng)元, 并移行到顆粒細(xì)胞層與周圍的神經(jīng)元進(jìn)行整合,參與缺血性腦損傷后記憶功能的恢復(fù)[3]因此,缺血性腦損傷后進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練所顯示的神經(jīng)功能恢復(fù)水平的提高,與包括海馬齒狀回在內(nèi)的大腦多個(gè)部位的神經(jīng)前體細(xì)胞增殖水平上調(diào)有關(guān)。周曉琳等的研究顯示:局灶性腦缺血損傷后康復(fù)訓(xùn)練組在腦梗死后7 d、1 4 d 和21 d 各時(shí)間點(diǎn)海馬區(qū)NSC 數(shù)量均高于相同時(shí)間點(diǎn)的未接受康復(fù)訓(xùn)練組,表明局灶性腦缺血損傷后,康復(fù)訓(xùn)練可以提高內(nèi)源性NSC 的增殖水平[4]。局灶性腦缺血損傷后,康復(fù)訓(xùn)練可以提高內(nèi)源性NSC 增殖水平,其機(jī)制還不清楚,可能通過(guò)以下幾種途徑促進(jìn)缺血性腦損傷后齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞增殖:激發(fā)缺血性腦損傷后海馬區(qū)神經(jīng)生長(zhǎng)因子、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、堿性成纖維生長(zhǎng)因子等的釋放;促進(jìn)、誘導(dǎo)腦內(nèi)DNA 的合成,激發(fā)細(xì)胞的有絲分裂;通過(guò)促進(jìn)腦內(nèi)血液循環(huán),影響缺血性腦損傷后海馬區(qū)興奮性氨基酸受體、5羥色胺作用通路中谷氨酸和5羥色胺的代謝。

　　近年來(lái)的研究證實(shí),成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)廣泛分布著神經(jīng)干細(xì)胞(NSC),海馬齒狀回顆粒下層和側(cè)腦室下區(qū)是成體大腦內(nèi)源性NSC存在的主要腦區(qū)。NSC正常情況下處于靜息狀態(tài),當(dāng)大腦受到損傷或出現(xiàn)某些病理性變化時(shí)會(huì)被激活,分化為成熟的神經(jīng)細(xì)胞,修復(fù)受損的神經(jīng)功能?？梢酝ㄟ^(guò)某些手段(如康復(fù)訓(xùn)練、豐富環(huán)境、局部應(yīng)用外源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子)激活自身干細(xì)胞或移植干細(xì)胞(包括NSC移植和非NSC移植)腦梗死。

　　2 豐富環(huán)境( enriched env ir onment) 1947 年,美國(guó)人Hebb

　　提出豐富環(huán)境的概念,這一模式被廣泛用來(lái)研究環(huán)境對(duì)腦功能的影響。已有研究證實(shí),豐富環(huán)境對(duì)腦發(fā)育和腦損傷修復(fù)具有顯著的促進(jìn)作用。1978 年,豐富環(huán)境首次被定義為:復(fù)雜的無(wú)生命物與社會(huì)刺激的復(fù)合體,即動(dòng)物的飼養(yǎng)環(huán)境空間增大,內(nèi)置物體豐富而新奇,成員較多,不僅提供了多感官刺激和運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì),而且賦予了相互間社交行為的可能。盡管對(duì)豐富環(huán)境的具體設(shè)置各有差異,但總的原則是要增加自發(fā)的體力活動(dòng)、社會(huì)性刺激及相互交往的機(jī)會(huì)[5]。研究表明,飼養(yǎng)于豐富環(huán)境的大鼠大腦皮質(zhì)厚度、質(zhì)量明顯增加,神經(jīng)元胞體和胞核面積增大,樹(shù)突野增大,其側(cè)棘增多,突觸連接面變大,神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞( 特別是少突膠質(zhì)細(xì)胞) 的數(shù)量明顯增多,且生活在豐富環(huán)境中時(shí)間越長(zhǎng)、環(huán)境越豐富、個(gè)體之間交往越多,上述改變?cè)矫黠@, 受影響的皮質(zhì)范圍越大。豐富環(huán)境可以改善大腦中動(dòng)脈梗死后成年大鼠的機(jī)能。豐富環(huán)境雖然對(duì)梗死面積沒(méi)有影響,但可明顯改善運(yùn)動(dòng)行為和認(rèn)知能力[6]。Biernaskie 等的研究表明,在卒中后5 d 給予豐富環(huán)境是非常有效的,而且無(wú)論是卒中后14 d,還是卒中后30 d,接觸豐富環(huán)境都能進(jìn)一步促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)[7]。Yasuhiko 等的研究表明,與假手術(shù)組相比,MCAO 誘發(fā)了同側(cè)和對(duì)側(cè)的齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞的先是短暫性增加后是持續(xù)性降低的增殖,而神經(jīng)母細(xì)胞的產(chǎn)生一直處于一個(gè)低于基線的水平[8]。與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的大鼠相比,處在豐富環(huán)境下8 周的MCAO 大鼠和假手術(shù)大鼠齒狀回的神經(jīng)元分化和神經(jīng)發(fā)生出現(xiàn)了增加的現(xiàn)象。與假手術(shù)組大鼠相比,豐富環(huán)境組大鼠MCAO 后也在齒狀回恢復(fù)了一定數(shù)量的神經(jīng)母細(xì)胞。此外,豐富環(huán)境組大鼠缺血半暗帶的神經(jīng)核蛋白( NeuN) 陽(yáng)性細(xì)胞密度增加,而在這個(gè)區(qū)域沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新神經(jīng)元。對(duì)于豐富環(huán)境的研究已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)50 余年,豐富環(huán)境干預(yù)已經(jīng)被證實(shí)是一種簡(jiǎn)便有效的治療手段,對(duì)于延緩衰老、增進(jìn)智力也有一定作用。不過(guò)仍然有很多問(wèn)題沒(méi)有解決,比如干預(yù)應(yīng)該從什么時(shí)候開(kāi)始,持續(xù)多久,何種干預(yù)最為安全有效,對(duì)于不同人群干預(yù)方式強(qiáng)度應(yīng)該如何調(diào)整,過(guò)強(qiáng)的豐富環(huán)境刺激對(duì)機(jī)體有什么不利影響,如何避免這種不利影響。相信隨著這些問(wèn)題的解決,豐富環(huán)境干預(yù)將會(huì)成為被廣泛接受的治療手段。

　　腦梗死是神經(jīng)科最常見(jiàn)的疾患,盡管其診斷及治療技術(shù)在過(guò)去的幾十年中有了很大的提高,但治療效果仍然不盡如人意。以往人們認(rèn)為神經(jīng)細(xì)胞是不可再生的,但多年來(lái)對(duì)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子( neuro tro phic factor , NTF) 及神經(jīng)干細(xì)胞( neural stem cell, NSC) 的研究使人確信:包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物,在一定條件下神經(jīng)細(xì)胞是可以再生的,新生的神經(jīng)元可以修復(fù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。因此,NSC 治療現(xiàn)已成為治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病最有價(jià)值的潛在治療手段?，F(xiàn)將利用NSC治療腦缺血的策略介紹如下:

　　NSC治療腦缺血主要有兩個(gè)途徑:一是通過(guò)某些手段激活自身干細(xì)胞,放大其治療作用,達(dá)到自身修復(fù)的目的;另一途徑是移植NSC,這樣可以獲得大量的干細(xì)胞,但來(lái)源困難,且存在社會(huì)倫限制和免疫排斥反應(yīng)。

　　3NGF

　　近年來(lái),人們嘗試在神經(jīng)系統(tǒng)損傷局部應(yīng)用某些激活因子, 以激活存在于損傷局部的NSC,誘導(dǎo)其分裂、增殖、分化為相應(yīng)神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,重建、修復(fù)損傷的腦組織,擴(kuò)充在卒中或其他神經(jīng)疾病發(fā)病后用內(nèi)源性NSC 治療的可能性。腦室內(nèi)注射BDNF[9]或腦室區(qū)BDNF 基因的過(guò)度表達(dá)可以使成年大鼠嗅球、紋狀體、隔區(qū)、丘腦、下丘腦中的新生細(xì)胞數(shù)目增加。體外培養(yǎng)顯示,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可表達(dá)BDNF和NGF,對(duì)NSC 凋亡有飽和作用。這些發(fā)現(xiàn)使BDNF在腦缺血后促進(jìn)神經(jīng)再生的可能性大大增加。但最近有相反的觀點(diǎn),Larsson 等發(fā)現(xiàn),給全腦缺血大鼠的海馬內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)攜帶BDNF基因的重組腺病毒,可促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的分化,但未增加新生細(xì)胞的數(shù)目和延長(zhǎng)新生細(xì)胞的生存時(shí)間。與SVZ 相比,成年的海馬齒狀回沒(méi)有固有的NSC,卻能使神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的前體細(xì)胞進(jìn)行有限的自我更新,這與以上試驗(yàn)結(jié)果不完全一致。促紅素( erythro poietin, EPO) 可能是調(diào)節(jié)缺血后神經(jīng)細(xì)胞再生的另一個(gè)重要因子。EPO 產(chǎn)生是缺血 缺氧反應(yīng)的一部分,同時(shí), SVZ 可表達(dá)EPO 受體。腦室內(nèi)注射EPO 可降低SVZ 中NSC 的數(shù)目,增加從SVZ 向嗅球遷移的新生神經(jīng)元,增加嗅球的中間神經(jīng)元;而腦室內(nèi)注射EPO 抗體可增加SVZ 中NSC 的數(shù)目, 減少?gòu)腟VZ向嗅球遷移的新生神經(jīng)元。

　　這項(xiàng)研究結(jié)果表明,EPO 是自分泌旁分泌因子,能調(diào)節(jié)大腦NSC的產(chǎn)生。給梗死后2 d 或幾周的成年小鼠腦室內(nèi)注入EGF, 引起梗死側(cè)紋狀體新生細(xì)胞數(shù)目非常顯著的增長(zhǎng), 梗死后13 周,65%的新生細(xì)胞表達(dá)細(xì)小白蛋白,表明EGF促進(jìn)梗死側(cè)紋狀體內(nèi)中間神經(jīng)元的轉(zhuǎn)換。Nakatomi 等的研究發(fā)現(xiàn),在缺血性腦損傷后,向腦室內(nèi)注入生長(zhǎng)因子可促進(jìn)內(nèi)源性祖細(xì)胞的激活, 并觀察到其增殖,隨后遷移入海馬重塑神經(jīng)元,海馬區(qū)錐體神經(jīng)元顯著增殖。進(jìn)一步的研究顯示,新生的神經(jīng)元整合入腦的環(huán)路,改善了神經(jīng)功能缺損的癥狀。

　　4干細(xì)胞移植

　　從胚胎和成年腦內(nèi)分離出NSC,在體外培養(yǎng)擴(kuò)增后移植入缺血周圍區(qū)( 在體外采用血清預(yù)培養(yǎng)可使NSC聚球速度加快,促進(jìn)NSC 增殖[10]),利用其分化和遷徙特性,代替腦缺血后壞死的神經(jīng)細(xì)胞,以恢復(fù)宿主中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)和功能。1998 年,Brust le 將人胚NSC 移植入大鼠側(cè)腦室,觀察到移植細(xì)胞在軸突、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞等各個(gè)水平與宿主細(xì)胞廣泛整合。王力平等的實(shí)驗(yàn)顯示,移植的NSC 在小鼠腦脊液中存活良好,并具有向局部腦實(shí)質(zhì)內(nèi)遷移的能力。因此,可利用NSC 的生物學(xué)特性進(jìn)行細(xì)胞替代和修復(fù)缺血所致細(xì)胞死亡引起的功能缺損?？赡艿母杉?xì)胞移植手段包括NSC 移植和非NSC 移植,非NSC 移植主要指骨髓基質(zhì)細(xì)胞( mar row stromal cell, M SC) 移植。Toda 等將NSC 移植入短暫性全腦缺血模型大鼠海馬,發(fā)現(xiàn)有1% 3%的移植細(xì)胞存活,其中3% 9%的存活細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)元細(xì)胞核特異性抗原,即分化為神經(jīng)元,改善了受損的空間認(rèn)知能力( 通過(guò)水迷宮測(cè)試)。這表明NSC 移植入缺血大腦后能分化為神經(jīng)元,并能改善空間認(rèn)知能力。Kon 等將人類NSC 于大腦梗死后24 h 由靜脈移植入大鼠體內(nèi),這些細(xì)胞結(jié)合到梗死灶周圍,分化成神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞,并存活到移植后56 d。這表明靜脈注入人類NSC 可以結(jié)合到梗死灶,并且能在腦梗死急性期內(nèi)對(duì)內(nèi)源性有絲分裂信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)答,分化為成熟神經(jīng)細(xì)胞,代替死亡細(xì)胞。因?yàn)楂@取大量的胚胎干細(xì)胞相對(duì)困難,研究人員開(kāi)始將注意力轉(zhuǎn)向異種胚胎干細(xì)胞移植,如豬胚胎干細(xì)胞。Dinsmor e 等發(fā)現(xiàn),在鼠M CAO 后的第3、7、14、2 8 天,將105 個(gè)豬胚胎干細(xì)胞注入鼠的紋狀體和頂葉皮質(zhì), 在移植后12 周,豬胚胎干細(xì)胞存活率超過(guò)80%,移植細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,MCAO 后第14 天,移植動(dòng)物神經(jīng)功能獲得顯著改善。MSC 是存在于骨髓中的非造血干細(xì)胞,又稱間充質(zhì)細(xì)胞,在適宜的條件下可以分化為神經(jīng)細(xì)胞。Li 等將MSC 直接注入MCAO 大鼠紋狀體內(nèi),28 d 后觀察到MSC 成活并向缺血區(qū)遷移了2. 2 mm,與MCAO 而沒(méi)有移植MSC 大鼠相比神經(jīng)功能顯著改善, 表明M SC 能在受體腦內(nèi)成活并遷移,能參與MCAO 后神經(jīng)功能的重建,表明MSC 移植可能是自體移植許多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的一個(gè)非常有用的手段。另外,Shen 等在成年雄性大鼠腦梗死24 h 后,經(jīng)頸內(nèi)動(dòng)脈注入2ml 106 個(gè)大鼠骨髓間質(zhì)細(xì)胞或磷酸鹽緩沖液, 28 d 后處死,發(fā)現(xiàn)骨髓間質(zhì)細(xì)胞治療組神經(jīng)功能明顯恢復(fù)。骨髓間質(zhì)細(xì)胞治療明顯增強(qiáng)缺血半暗帶皮質(zhì)的血管發(fā)生,提高突觸素表達(dá)和NG2 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目和密度,胼胝體的Ki67( 是反應(yīng)腫瘤增殖的標(biāo)記物,在許多腫瘤的研究中顯示與預(yù)后有關(guān)) 陽(yáng)性增殖細(xì)胞與少突膠質(zhì)細(xì)胞的前體細(xì)胞也明顯增加,并且增強(qiáng)胼胝體在兩側(cè)大腦半球的聯(lián)系范圍,這表明骨髓間質(zhì)細(xì)胞能促進(jìn)梗死大腦皮質(zhì)邊緣帶與胼胝體的軸突芽殖和髓鞘再生,這可能是骨髓間質(zhì)細(xì)胞治療促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)的基礎(chǔ)。但利用NCS 移植治療腦梗死面臨諸多問(wèn)題,如目前建立的NSC 系絕大多數(shù)來(lái)源于鼠,而鼠與人之間存在著明顯的種屬差異;NSC 的來(lái)源不足; 移植后的NSC 存活比例及遷移能力都很低; 分化成神經(jīng)元的比例也很低,功能神經(jīng)不能形成; 不能精確控制移植細(xì)胞的遷徙和分化; 取材不易,靶點(diǎn)注射困難; 部分移植的NSC 成腦瘤; 利用胚胎干細(xì)胞代替NSC 存在著社會(huì)學(xué)及倫方面的問(wèn)題等。

　　5問(wèn)題與前景展望

　　腦梗死后,單純外源性干細(xì)胞移植目的在于取代受損的神經(jīng)組織,但利用NSC 移植治療腦梗死面臨諸多問(wèn)題,因此其移植還不能普遍應(yīng)用。而激活內(nèi)源性NSC,在體內(nèi)誘導(dǎo)內(nèi)源性NSC 向神經(jīng)元分化修補(bǔ)缺損的病灶,向少突膠質(zhì)細(xì)胞分化重建髓鞘及其功能,這是目前較NSC 移植更具有臨床意義的策略。因此,進(jìn)一步闡明誘導(dǎo)內(nèi)源性NSC 的分化機(jī)制,誘導(dǎo)內(nèi)源性NSC 大量分化,增加其向病灶處遷移能力,調(diào)控它們向神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞方向分化,并支持和引導(dǎo)軸突生長(zhǎng),在未來(lái)可能是治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的最有價(jià)值、簡(jiǎn)單易行的治療方法。