神经干细胞诱导分化及在运动医学研究领域的应用

背景: 神经干细胞以其所具有的自我更新、多向分化、增殖分裂、对损伤和疾病反应能力强等特点为多种神经系统遗传性疾病和获得性疾病的治疗带来了新的希望.目的: 旨在总结神经干细胞的诱导分化及其机制,探讨其在运动医学研究领域的应用.方法: 应用计算机检索1994/2010 PubMed数据库、中国期刊全文数据库有关神经干细胞、运动性疾病等有关的文献.结果与结论: 目前有关神经干细胞作用于心肌细胞缺血、心肌梗死、神经元损伤、脊髓损伤等相关疾病的研究已经取得了一定的成果,而在运动医学研究领域的应用还有广阔的前景.虽然神经干细胞以其所具有的多样化潜能和自我更新的优势被临床广泛应用,但仍有诸多问题需要进一步解决,如在体外定向诱导分化的神经干细胞及由神经干细胞进一步分化成的神经元或胶质细胞,是否具有特定的功能;体外诱导的神经干细胞如何顺利植入神经组织和定向迁移,在体内它们能否与宿主自体的神经细胞相容并存,能否长期存活和增殖;体外诱导的神经干细胞能否与宿主自体神经细胞整合发挥神经修复作用,以及神经干细胞诱导分化作用于其他运动性伤病修复等方面的研究尚未得到很好的解决.     

室管膜前下区神经干细胞向神经元分化中骨形成蛋白2及DLX5的作用

背景:目前神经干细胞应用的最大障碍还在于分化的调控,而对干细胞分化调控机制尚知之甚少.室管膜前下区是目前公认的神经干细胞富集区之一.在此区的神经干细胞可以长距离迁移到嗅球而保持神经干细胞不分化,最后在嗅球分化为中间神经元.骨形成蛋白2及DLX5在室管膜前下区神经干细胞向嗅球迁移分化过程中起着重要作用.目的:研究室管膜前下区神经干细胞的构筑及迁移特点,以及目前国内外有关骨形成蛋白2及DLX5在此区神经干细胞迁移分化中的作用,希望对神经干细胞的分化调控机制有一定的认识.方法:由第一作者利用中文检索词"神经干细胞,室管膜前下区,骨形成蛋白2,DLX5"及英文检索词"neural stem cells,SVZa,BMP-2,DLX5",在PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)、中国期刊全文数据库(www.cnki.net/index.htm)、万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)中检索1997-01/2009-01关于骨形成蛋白2、DLX5在室管膜前下区神经干细胞向神经元分化中作用的文献.排除内容陈旧或重复文献.结果与结论:初检得到121篇文献,中文86篇,英文35篇.最后对符合标准的28篇文献作进一步的分析.结果提示,室管膜前下区神经干细胞具有其独特细胞构筑和长距离迁移的特点,骨形成蛋白2及DLX5在其迁移分化过程中起着重要作用,但其具体作用机制仍不清楚.     

内源性神经干细胞与脑缺血后干细胞治疗

脑血管疾病是当今人类死亡原因之一,其中缺血性脑血管病的发病率约占全部脑血管病的80％左右.脑血管病因其发病率、致残率及死亡率之高而成为严重的社会问题.因此如何预防和早期开展积极有效的治疗,降低缺血性脑血管病的死亡率、致残率、提高患者生活质量,成为当前一项艰巨的任务.研究发现,在人类及其他成年的哺乳动物脑内海马齿状回及室管膜下区等部位广泛存在神经干细胞神经干细胞在生理状态下长期存在,具有自我更新和多向分化潜能.在脑组织损伤后,海马齿状回及室管膜下区区域的神经干细胞即会出现增殖、向损伤区域迁徙并且分化为成熟神经细胞,最终修复损伤部位.     

神经干细胞与脊髓损伤的治疗

学术背景:脊髓损伤患者损伤平面以下感觉、运动、反射及尿便功能障碍,胚胎的脊髓组织、许旺细胞以及基因修饰的功能细胞等载体移植均有助于神经系统的恢复.其中神经干细胞凶与损伤区域的细胞同源,故具有独特的治疗优势.目的:深入认识神经干细胞与脊髓损伤治疗领域的相关研究进展.检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed与Science direct数据库2000-01/2007-05的相关文献,检索词"neural stem cells,spinal cord injury",并限定文章语言种类为English.共榆索到132篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①文章所述内容应与神经干细胞治疗脊髓损伤相关.②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章.③近4年文献.排除标准:①重复性研究.②Meta分析.③综述文献.文献评价:文献的来源主要是通过对神经干细胞治疗脊髓损伤方面内容进行汇总分析,所选用的23篇文献均为临床或基础实验研究.资料综合:①脊髓损伤后,血-脊髓屏障被破坏,多种炎性因子进入损伤区域,触发细胞坏死和凋亡等级联效应.从病理生理机制角度,脊髓损伤后出现的局部微环境改变也是造成神经系统再生失败的重要原因.②神经干细胞具备自我维持和更新的能力、增殖分裂能力、自我更新能力、多向分化潜能、一定的迁移能力.在哺乳动物中枢神经系统内,神经干细胞可从胚胎、胎儿和成人脑与脊髓组织的不同部位分离出来,并能够在体外或体内扩增,分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞.③将神经干细胞或其分化产物移植至宿丰脊髓内,继而分化为相应的神经细胞是多种中枢神经系统疾病治疗的共同途径.目前仍有许多问题亟待解决,如神经干细胞定向分化的诱导信号通路及相关作用机制;体外操作对神经干细胞分化特性的影响;移植后神经干细胞的功能状态及迁移、分化调控等.结论:利用神经干细胞进行细胞替代和转基凶治疗脊髓损伤具有较好的临床应用前景.     

星形胶质细胞条件培养液体外诱导胎鼠室管膜前下区神经干细胞向多巴胺能神经元的分化

背景:在神经干细胞移植治疗神经系统退行性变及修复神经系统功能损伤过程中,有效的神经干细胞体外增殖与多巴胺能神经元的定向诱导分化尤为关键.目的:以星形胶质细胞条件培养液为诱导剂,观察胎鼠室管膜前下区神经干细胞体外向多巴胺能神经元的分化.设计、时间及地点:细胞学体外对照观察,于2006-12/2007-08在解放军第三军医大学新桥医院实验中心完成.材料:清洁级新生2d龄KM小鼠15只,孕16d Wistar大鼠40只,均由解放军第三军医大学实验动物中心提供.方法:采用差速黏附法和振荡分离法纯化培养KM小鼠星形胶质细胞,收集传至第3代、培养5d的星形胶质细胞条件培养液,-20℃冻存待用.体外分离Wistar胎鼠室管膜前下区神经干细胞,加入含B27和碱性成纤维细胞生长因子的DMEM/F12无血清培养基进行原代培养,传至第3代后按0.5×108L-1密度接种,设立2组:对照组单纯加入含体积分数0.1为胎生血清的DMEM/F12培养基予以自然分化,实验组加入已制备的星形胶质细胞条件培养液进行诱导分化.主要观察指标:免疫细胞化学染色鉴定胎鼠室管膜前下区神经干细胞,流式细胞仪检测胎鼠室管膜前下区神经干细胞向多巴胺能神经元分化的阳性率.结果:培养的神经球细胞袁达巢蛋白,可分化为神经元特异性烯醇化酶、胶质纤维酸性蛋白阳性细胞.诱导分化7d后,实验组可见酪氨酸羟化酶阳性细胞,胞体呈圆形或椭圆形,酪氨酸羟化酶位于胞质及突起中;对照组酪氨酸羟化酶阳性细胞在数量、细胞成熟形态上均未达到实验组水平.实验组酪氨酸羟化酶阳性细胞分化率明显高于对照组(t=35.296,P<0.01).结论:在体外星形胶质细胞条件培养液可显著促进胎鼠室管膜前下区神经干细胞向多巴胺能神经元分化.     

成熟大鼠脑损伤后神经干细胞的表达与增殖

目的 探讨成熟大鼠在脑组织损后神经干细胞的表达与增殖情况。方法 通过立体定向仪横断成熟大鼠皮质和内囊处的尾状核，于术后1、2、3、4、5周分别杀死动物。用Nestin免疫组化染色和Nissl染色的方法，观察损伤后成熟大鼠脑内神经干细胞的反映模式。结果 成熟大鼠在损伤后伤侧侧脑室、对仙仙脑室和三脑室室管膜下区的神经干细胞明显分裂增殖，伤后1周最显；在伤口处表达为一个以伤口为中心的梯度递减模式，伤后两周最显。结论 成熟大鼠脑损伤后可诱导脑室室管膜下区的神经干细胞增殖，进而表达为周围的神经干细胞梯度递减反应模式，提示神经干细胞对于脑组织损伤后的修复起着重要作用。     

神经干细胞在脊髓损伤中的应用与进展

背景:神经干细胞来源广泛,取材方便,分离培养容易,且神经干细胞易于外源基因的导入和表达,可为基因治疗神经系统的疾病提供良好的载体.目的:对神经干细胞在脊髓损伤中的应用进行回顾性研究.方法:由通讯作者检索2006/2009 PubMed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)有关神经干细胞的培养,鉴定,分化,及其应用于脊髓损伤的组织工程修复等方面的文献,英文检索词为"neural stem cells,spinal cord injury,cellular transplantation",中文检索词为"神经干细胞,脊髓损伤,细胞移植".排除重复性研究.计算机初检得到82篇文献,根据纳入标准保留23篇进一步归纳总结.结果与结论:神经干细胞移植的动物实验已广泛开展.目前神经干细胞在修复脊髓损伤中的应用主要集中以下几方面:一是直接细胞移植进行替代治疗,通过神经干细胞的移植或激活体内的神经干细胞,使其分化为神经元和胶质细胞,并与已经存在的神经细胞结构整合到一起而达到治疗疾病的目的;二是以神经干细胞作为基因载体,携带治疗作用的目的基因进行移植,从而达到细胞替代和基因治疗的双重作用;三是通过对生长因子和细胞因子的研究,诱导自身的神经干细胞分化进行神经自我修复.     

胚胎大鼠神经干细胞的分离培养及自然分化的初步观察

目的 神经干细胞体外培养的成功是进一步研究其分化机制的基础，从胚胎大鼠脑室下区分离、培养、鉴定神经干细胞(neural stem cells,NSCs)，并观察其向神经元的分化情况。方法 分离胚胎SD大鼠脑室下区的组织，采用无血清原代及传代培养方法，获得具有克隆能力的细胞群；应用免疫细胞化学方法鉴定神经干细胞并检测分化后特异性成熟神经细胞抗原的表达；应用流式细胞检测技术观测神经干细胞随时间向神经元的分化情况。结果 从胚胎大鼠脑室下区分离培养的细胞群具有克隆增殖能力，表达神经上皮干细胞蛋白(nea6n)，分化后的细胞表达神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的特异性抗原；随着贴壁后分化时间的延长，表达nestin的细胞数量从80．5％下降到10．9％，向神经力特异性烯醇化酶(newonspecific enolase，NSE)阳性细胞数量则从1．1％上升到31．6％。结论 用本方法分离的细胞具有自我更新和增殖能力，并具有多分化潜能，是中枢神经系统的干细胞；随着分化时间的延长，神经干细胞数量下降，而神经元比例有明显上升。     

神经干细胞修复脊髓损伤

背景:神经生物学和干细胞技术的发展.使通过细胞移植增加脊髓神经数量、减少胶质瘢痕和空洞的形成成为可能.目的:复习相关文献,就神经干细胞的鉴定及特性、神经干细胞修复脊髓损伤的可能机制、临床前研究及临床应用方面进行综述.方法:以 "neural stem cells,transplant,spinal cord injury"为英文检索词,以"神经干细胞,移植,脊髓损伤" 为中文检索词,由第一作者检索1997/2010 PubMed数据库及万方数据库有关神经干细胞鉴定、特性、神经干细胞修复脊髓损伤的可能机制、临床前研究及临床应用方面等方面的文章.排除发表时间较早、重复及类似研究,对29篇符合标准的文献进行归纳总结.结果与结论:神经干细胞有产生神经元、少突胶质细胞、星形胶质细胞,并替代受损的神经细胞功能等.文章从神经干细胞的鉴定及特性,神经干细胞修复脊髓损伤的可能机制,神经干细胞治疗脊髓损伤的实验研究及临床应用等方面进行了讨论.关于干细胞来源的神经元或胶质细胞移植后的长期生存及表型稳定性,以及逃脱分化及选择性程序的很少部分胚胎干细胞,可能会自在移植后的移植位点扩增并形成肿瘤等问题有待进一步解决.     

骨髓间充质干细胞对神经损伤修复的保护机制

学术背景:目前神经系统许多疾病仍无有效治疗方法,应用干细胞治疗神经损伤,使神经元再生和神经功能恢复成为可能。骨髓间充质干细胞因具有自我增殖和多向分化能力,成为干细胞疗法治疗神经系统疾病的最佳选择之一。目的:探讨骨髓间充质干细胞在治疗神经损伤疾病方面的应用及其神经修复保护的作用机制。检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed数据库1997-01/2007-01的相关文献,检索词"bone marrow stromal cells,nerve injury,transplantation,neuroprotective",并限定文章语言种类为English。同时计算机检索中国期刊全文数据库2002-01/2007-01的相关文献,检索词"骨髓间充质干细胞,神经损伤,移植,神经保护",并限定文章语言种类为中文。共检索到250篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①与骨髓间充质干细胞治疗神经损伤应用及神经修复保护研究相关。②同一领域选择近5年且发表在较权威杂志者。排除标准:①重复性研究。②Meta分析。文献评价:文献的来源主要是通过对骨髓间充质干细胞在治疗神经损伤疾病方面的应用及其神经修复保护作用机制进行汇总分析。所选用的30篇文献中,1篇为综述,其余均为临床或基础实验研究。资料综合:①骨髓间充质干细胞不仅能够自我更新和多向分化,且具有跨胚层横向分化能力,可通过细胞表面标志并结合细胞形态对其进行初步鉴定。②骨髓间充质干细胞分泌多种神经生长因子作用于神经元相应受体,通过受体信号传导系统激活生存信号、失活死亡信号,从而启动分化机制,减少神经细胞凋亡,诱导内源性细胞增生,并促进神经纤维再生,是其产生神经细胞保护作用的主要机制。③骨髓间充质干细胞临床应用目前主要涉及脑血管疾病、脊髓损伤、神经系统变性疾病等。动物实验显示经血管、腹腔等不同途径移植后,骨髓间充质干细胞均能够迁移至损伤部位,并分化成表达神经特异抗原的神经细胞。结论:骨髓间充质干细胞能够向神经细胞横向分化、减少凋亡、促进生长因子分泌以及血管再生,移植到损伤部位可有效保护神经细胞,恢复神经功能缺损,已经成为治疗神经系统疾病的理想种子细胞。