神经干细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种严重的中枢神经系统创伤性疾病,可导致患者终生残疾,甚至引起死亡。药物、手术等治疗方式无法从根本上改善脊髓损伤患者神经功能。神经干细胞(neural stem cells,NSCs)具有自我更新和多向分化潜能,移植后可通过补充、替代神经元,分泌神经营养因子,改善局部免疫环境等机制促进脊髓功能恢复,为修复脊髓损伤带来了希望。研究者利用转基因的手段将神经营养因子等导入到拟移植的神经干细胞,或通过联合其他类型细胞、支架材料等方法进一步提高移植效率和治疗效果。尽管神经干细胞移植已经取得了很大进展,还有很多问题尚待解决,如移植治疗的具体机制、移植细胞的存活和分化、伦理学争议、免疫排斥和致瘤性等。本文拟对NSCs的生物学特征、移植治疗的机制和不同移植方式进行综述,并对NSCs移植治疗SCI的应用前景与存在问题进行展望。     

干细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤（SCI）不仅严重威胁人类健康,也给社会和家庭带来沉重负担,由于目前临床缺乏有效的治疗方法,世界各国均把截瘫作为一项难题与研究重点。一直以来,人们认为成年中枢神经系统损伤后其自身的修复能力是有限的“死亡的神经元不能由中枢神经系统自身产生新的神经元或邻近的神经元来替换”,然而近年来神经干细胞的研究已改变了这些观点,通过移植神经干细胞来修复损伤的神经系统是有可能的;本文就神经干细胞的特性及其在修复脊髓损伤方面的作用作一简述。     

骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种严重的中枢神经系统损伤,以损伤平面以下感觉、运动功能完全丧失及大小便失禁为主要临床表现.脊髓损伤治疗目标是减少继发性损伤,挽救受损的脊髓神经元;利用各种手段和方法促进神经再生和整合,实现脊髓结构性修复与功能重建.既往临床治疗方法包括药物、手术、物理康复等.虽然这些方法在不同程度上缓解了SCI的病理改变,但仍然无法避免患者截瘫的结局.近年来研究发现,骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是一群来源于骨髓组织中的非造血细胞,是多能干细胞,易于分离培养,扩增能力强,免疫性低.实验结果表明,骨髓间充质干细胞在体内、外能被诱导分化为神经细胞.这为脊髓损伤提供了新的治疗方法,并已初步应用于临床.本文对骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤研究进展作一综述.     

脊髓干细胞移植对脊髓损伤后神经功能的影响

目的探讨胚胎脊髓神经干细胞移植对大鼠脊髓损伤后神经功能恢复的意义。方法160只SD大鼠随机分为空白组,假手术组,脊髓损伤组,细胞移植组,分别在细胞移植后1、2、4周应用斜板实验和Tarlov评分对脊髓损伤后功能恢复进行评价,应用nestin标记观察移植后干细胞的存活情况。结果移植后1周、2周、4周,移植组和对照组斜板试验结果分别为(38．30±0．84)°、(18．50±0．76)°；jm(39．40±0．78)°、(19．70±0．66)°；(45．00±0．81)°、(22．30±0．69)°；Tarlov评分分别为3．37±0．45、2．32±0．34；3．45±0．38、2．41±0．43；3．63±0．47、2．45±0．48；有统计学意义(P＜0．01),免疫组织化学观察可见在损伤的脊髓组织中有神经干细胞的存活。结论胚胎脊髓干细胞移植对脊髓损伤后神经功能恢复有促进作用。     

骨髓间充质干细胞治疗脊髓损伤的研究进展

骨髓间充质干细胞以其良好的增殖和多向分化能力,取材方便,易于分离培养和自体移植无免疫源性等特征而成为细胞移植治疗脊髓损伤研究的重点之一。目前已证实蛛网膜下腔注射是最理想的骨髓间充质干细胞治疗途径。早期临床应用骨髓间充质干细胞移植是安全的,对脊髓损伤的修复作用是肯定的,其作用机制可能与骨髓间充质干细胞的替代作用、神经营养作用、抑制免疫反应及促进轴突再生等有关。     

神经干细胞与BMSCs移植治疗脊髓损伤的研究进展

目的综述神经干细胞(neural stem cells,NSCs)与BMSCs的免疫学特性及治疗脊髓损伤(spinal cordinjury,SCI)的新进展。方法广泛查阅近年国内外相关文献,对NSCs与BMSCs的免疫学特性、移植治疗SCI的实验研究与可能存在的问题进行分析。结果动物实验表明NSCs与BMSCs移植可促进SCI动物行为学改善,但由于两种干细胞的免疫学特性,同种异体干细胞移植后将产生免疫排斥反应。结论 NSCs与BMSCs对SCI有很好的治疗效果,但是免疫排斥问题值得考虑。     

神经干细胞和施万细胞共移植治疗大鼠脊髓损伤

目的 观察神经干细胞和和施万细胞共移植治疗脊髓损伤的可行性。方法 体外培养胚胎脊髓源神经干细胞和施万细胞，将两种细胞共同移植到大鼠脊髓损伤部位，免疫组织化学染色鉴定神经干细胞在脊髓内的分化情况并观察记录大鼠行为学功能的恢复程度。结果 神经干细胞体外培养血清诱导分化可见大量具有少突胶质细胞特征的分化细胞，与施万细胞共培养则可促进神经干细胞向神经元方向分化。两种细胞共移植至脊髓损伤部位后，施万细胞可以促进神经干细胞的分化和成熟；共移植可以促进脊髓功能的恢复。结论 神经干细胞在体内和体外都具有多向分化能力，且其分化方向和成熟程度可以被多种环境因子所调控。神经干细胞和施万细胞共移植可以促进脊髓功能恢复。     

骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤研究

20世纪90年代成功分离出骨髓间充质干细胞(BMSC)并移植用于治疗急性脊髓损伤动物模型,引起了广泛关注。BMSC移植治疗脊髓损伤的实验研究主要有单独移植、联合支架移植、联合细胞移植、联合药物移植及转基因干细胞移植等。该文就BMSC生物学特性、BMSC移植治疗脊髓损伤研究现状及进展作一简要综述。     

移植定向诱导的人骨髓间充质干细胞治疗脊髓损伤

目的研究脊髓损伤后植入定向诱导的人骨髓间充质干细胞是否有助于动物功能的恢复及不同植入时间对其是否存在影响。方法SD大鼠36只，制成脊髓损伤模型并随机分为A、B、C三组，A组于脊髓损伤后立即进行细胞移植，B组于损伤后1周进行细胞移植，C组作为对照组观察。在脊髓损伤后的1～6周，对各组动物进行BBB评分，应用SPSS12．0进行数据分析，并通过免疫荧光技术检测Brdu标记细胞的存活及与宿主脊髓的整合情况。结果B组动物的BBB评分提高显著，较其他两组差异有统计学意义。B组免疫荧光显示，移植细胞大量存活并与再生的宿主神经纤维形成网状结构，桥接于脊髓损伤区的两端。结论延期移植定向诱导的hMSCs可促进脊髓损伤动物功能的恢复。     

骨髓间充质干细胞移植修复脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤的治疗目前仍然是世界性难题,至今未能有理想的方法.随着对中枢神经再生研究的深入,尤其是1992年Revnolds等从成年鼠脑中首先分离出神经干细胞（NSC）,1998年Eriksson等证实成人脑部存在NSC后.人们对神经再生和神经疾病的治疗有了新的认识.然而内源性NSC在神经受损时因量少且缺乏正向信号的激活,无法进行组织修复;外源性NSC又不易获取,从活体组织中获得NSC具有危险性,而从胚胎中获得NSC又涉及伦理问题,不能满足大量的临床及实验需要,寻找一种新的神经干细胞或神经细胞的来源对于中枢神经系统移植治疗至关重要.     

低温保存神经干细胞移植促进脊髓损伤后轴突再生的实验研究

目的:观察低温保存(-70℃)的神经干细胞(NSCs)复苏后移植对大鼠脊髓损伤(SCI)后轴突再生的影响.方法:NSCs在处于对数生长期阶段冻存2周,复温后由5-溴脱氧尿嘧啶核苷法(Brdu)标记,制备大鼠SCI模型.实验分为3组:NSCs移植组(A组)、DMEM填充组(B组)、正常对照组(C组).脊髓损伤后立即进行移植干预,应用免疫组化法观察Brdu标记的移植细胞的存活及迁移情况,应用辣根过氧化物酶(HRP)逆行示踪法观察损伤处轴浆运输的重建.结果:复苏的NSCs经Brdu标记后移植到SCI区,在损伤脊髓区域可检测到标记的阳性细胞,辣根示踪技术显示细胞移植组较DMEM填充组阳性细胞明显多,组间差别有统计学意义.结论:低温保存的NSCs在移植到脊髓损伤区域后可存活,并参与脊髓损伤处轴浆通路的结构重建.     

Glial implications in transplantation therapy of spinal cord injury

Spinal cord injuries are damages that result in complete or partial loss of sensation and/or mobility and affect the life qualities of many patients. Their pathophysiology in-cludes primary and secondary processes, which are related with the activation of astrocytes and microgliacytes and the degeneration of oligodendrocytes. Although transplan-tation of embryonic stem cells or neural progenitor cells is an attractive strategy for repair of the injured central ner-vous system (CNS), transplantation of these cells alone for acute spinal cord injuries has not resulted in robust axon regeneration beyond the injury sites. This may be due to the progenitor cells differentiating to the cell types that sup-port axon growth poorly and/or their inability to modify the inhibitory environment of adult CNS after injury. Recent studies indicate that transplantation of glial progenitor cells has exhibited beneficial effects on the recovery and promis-ing future for the therapy strategy of spinal cord injury. In this review, we summarized the data from recent literature regarding glial implications in transplantation therapy of spinal cord injury.     

髓内注射干细胞治疗脊髓损伤的临床研究现状

脊髓损伤（SCI）是一类多种原因造成脊髓完整性和连续性破坏，进而导致受伤平面以下运动能力受损、感觉功能及自主神经功能障碍的疾病。其发生的主要原因为各类创伤因素，如交通事故、高处坠落及重物砸伤等。在脊髓受到暴力作用后，受伤部位出现组织变形和撕裂，大量出血以及细胞死亡，紧接着发生缺血、水肿，造成脊髓上下行神经纤维（运动和感觉神经通路）脱髓鞘、断裂，甚至脊髓神经元的死亡。SCI的发生率逐年增加，由于其具有很强的致残性和危险性，给患者及家庭带来沉重的负担。目前，SCI的治疗方式主要有手术、药物、高压氧、物理康复等。由于SCI病理生理过程的复杂性，以及神经细胞几乎很难自我修复，其治疗效果及预后仍不尽人意。     

胚胎脊髓移植联合甲基强的松龙治疗脊髓损伤的实验研究

目的采用胚胎脊髓移植及大剂量甲基强的松龙联合应用治疗脊髓损伤,观察两者有无协同作用.方法雄性SD大鼠50只,随机分为5组,A、B、C、D组为T12急性脊髓右侧半横断损伤后治疗组,A组给大剂量甲基强的松龙及胚胎脊髓移植联合治疗;B组行大剂量甲基强的松龙治疗;C组行胚胎脊髓移植治疗;D组为单纯损伤;E组为空白对照.治疗后24 h及8周后观察大鼠一般行为及运动功能变化,评分分析.病理观察包括治疗后8周神经纤维记数对比及辣根过氧化物酶示踪观察.结果病理学形态观察示A组损伤区横断面神经纤维记数较B、C、D组明显增多(P＜0.01);A、C组在损伤区注入的辣根过氧化物酶可扩散至损伤区远、近端各约1.0 cm处.除A组左下肢感觉有部分恢复外,无明显行为学改变.结论大剂量甲基强的松龙及胚胎脊髓移植可协同修复损伤脊髓.     

BMSC定向分化为神经干样细胞后移植改善脊髓损伤大鼠的神经功能

目的 研究骨髓间充质干细胞(BMSC)定向分化为神经干样细胞后进行移植,改善脊髓损伤大鼠神经功能的作用及其机制,探讨适宜的移植时间.方法 取培养至第3代的BMSC,将其定向分化为神经干样细胞,并采用免疫荧光染色法进行鉴定.移植前用5溴2脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记细胞,移植时将其缓慢输注到损伤部位.实验分3组,移植Ⅰ组和移植Ⅱ组分别于脊髓损伤后1和2周进行移植,对照组操作同移植Ⅰ组,仅将移植用细胞悬液改为等量的生理盐水.移植后1~6周,对各组大鼠进行运动功能评分,采用荧光免疫化学染色检测移植细胞的存活、分化及神经纤维再生的情况.采用HE染色观察脊髓损伤区的病理学改变.结果 BMSC诱导培养3 d后,神经巢蛋白呈阳性表达,将诱导后的细胞球继续培养,可见细胞均有不同程度的神经丝蛋白(NF200)及胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性表达.移植后两移植组大鼠的运动功能评分均显著高于对照组(P＜0.05),移植Ⅰ组尤为明显.2个移植组均有大量的5溴2脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)和神经巢蛋白双阳性细胞及部分BrdU和NF200双阳性细胞填充于脊髓损伤区,同时可见明显的神经纤维再生,脊髓损伤处的空洞面积明显小于对照组(P＜0.05),而移植I组神经功能的改善较移植Ⅱ组更加明显.结论 BMSC可定向诱导、分化为神经干样细胞,将其移植后可有效改善脊髓损伤大鼠的神经功能,脊髓损伤1周后的移植效果优于损伤2周后移植.

Abstract：

Objective To study the effect and mechanism of the neurological function recovery in rats with spinal cord injury (SCI) rats after the transplantation of neural stem cells which are directly differentiated from bone marrow mesenchymal stem cells (BMSC), and to investigate the suitable engraftment time.Methods The BMSC at 3rd passage were differentiated into neural stem cells (NSC), and immunofluorescence staining was used to identify the NSC. The oriented-induced cells were labeled with Brdu 3 days before they were transplanted, and they were slowly injected into the injured site of the SCI rats. The SCI rats were randomly divided into group Ⅰ (transplantation at first week postinjury), group Ⅱ (transplantation at 2nd week postinjury) and control group (the operation was the same as group Ⅰ, but the cell suspension was replaced by the equal volume of normal saline). The BBB scores after transplantation were recorded. The distribution and differentiation of transplanted cells were observed by using immunofluorescence staining with antibodies against Brdu combined with Nestion and Brdu combined with NF200. NF200 immunofluorescence staining was used to show the regeneration of nerve fibers. The pathological changes of the injured site were observed by HE staining.Results The nestin expression was positive after the BMSC were differentiated for 3 days, and if the induced spherical cells were cultured continuously, the different levels of NF200 and GFAP were found. BBB scores in group Ⅰ and group Ⅱ were significantly higher than in control group (P<0.05), especially in group Ⅰ. The immunofluorescence showed that a large number of Brdu and Nestin double-positive cells and some Brdu and NF200 double-positive cells filled the injured site and linked the two sides of the injured area in group Ⅰ and group Ⅱ, and the lesion area of the spinal cord was reduced as compared with control group (P<0.05). More importantly, further reduction in lesion area and improvement in neurological function were observed in group Ⅰ.Conclusion The BMSC can be differentiated into NSC. The transplantation of the NSC could effectively promote the nerve function recovery after SCI, and the effect of transplantation at first week postinjury was better than at 2nd week postinjury.     

诱导多潜能干细胞治疗脊髓损伤的研究现状与进展

脊髓损伤是困扰医学界的难题。目前临床上的治疗方法效果均不理想。近20年来,干细胞技术飞速发展,在神经疾病和神经损伤的动物模型中应用胚胎和成体干细胞,取得了肯定的结果。在细胞水平上为治疗神经损伤提供了新的前景。但是由于技术和伦理方面的问题,获得可以应用于人类的合适的细胞资源仍有许多困难。最近诱导多功能干细胞的发现,为自体同源移植治疗脊髓损伤提供了新方法。本文将以此为出发点,评估诱导多潜能干细胞向神经细胞分化的能力,以及在这一领域中的最新进展。     

脊髓损伤后的免疫抑制研究进展

脊髓损伤（SCI）致死率高、预后差,常导致患者终身瘫痪,可引起系统性神经源性免疫抑制综合征（SCI-IDS）^[1]。SCI后的免疫抑制会增加机体对病原体感染的易感性,导致患者并发症发生率及病死率增高。近年,国内外SCI的临床及动物模型研究证实,SCI可导致机体免疫细胞功能受损,免疫因子也发生一定程度的变化,从而引起免疫功能障碍^[2-3],但具体机制尚不明确。由于免疫系统可由中枢神经系统通过下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA）、交感神经系统（SNS）和副交感神经系统（PNS）进行调节,所以中枢神经系统的损伤可引起免疫相关的神经功能受损,进而引起免疫抑制,同时亦可造成内分泌功能障碍,间接引起免疫功能障碍^[4-5]。明确SCI导致机体防御系统受损的相关机制及脊髓平面、损伤程度等相关因素对发生SCI后免疫功能的影响,对治疗SCI、提高患者的生存质量至关重要。本文就HPA、SNS与SCI后的免疫抑制的可能关联、产生的适应性免疫抑制的相关机制及与其相关方向的治疗前景作如下综述。     

Intrathecal transplantation of autologous adipose-derived mesenchymal stem cells for treating spinal cord injury: A human trial

Context: Spinal cord injury (SCI) can cause irreversible damage to neural tissues. However, there is currently no effective treatment for SCI. The therapeutic potential of adipose-derived mesenchymal stem cells (ADMSCs) has been emerged.

Objective: We evaluated the effects and safety of the intrathecal transplantation of autologous ADMSCs in patients with SCI.

Participants/Interventions: Fourteen patients with SCI were enrolled (12 for ASIA A, 1 for B, and 1 for D; duration of impairments 3–28 months). Six patients were injured at cervical, 1 at cervico-thoracic, 6 at thoracic, and 1 at lumbar level. Autologous ADMSCs were isolated from lipoaspirates of patients’ subcutaneous fat tissue and 9?×?10⁷ ADMSCs per patient were administered intrathecally through lumbar tapping. MRI, hematological parameters, electrophysiology studies, and ASIA motor/sensory scores were assessed before and after transplantation.

Results: ASIA motor scores were improved in 5 patients at 8 months follow-up (1–2 grades at some myotomes). Voluntary anal contraction improvement was seen in 2 patients. ASIA sensory score recovery was seen in 10, although degeneration was seen in 1. In somatosensory evoked potential test, one patient showed median nerve improvement. There was no interval change of MRI between baseline and 8 months post-transplantation. Four adverse events were observed in three patients: urinary tract infection, headache, nausea, and vomiting.

Conclusions: Over the 8 months of follow-up, intrathecal transplantation of autologous ADMSCs for SCI was free of serious adverse events, and several patients showed mild improvements in neurological function. Patient selection, dosage, and delivery method of ADMSCs should be investigated further.     

成年脊髓损伤大鼠脊髓神经干细胞的体外培养及分化研究

目的 探讨大鼠脊髓损伤后脊髓神经干细胞的分离培养方法及分化情况.方法 采用Allen法制作大鼠脊髓损伤模型,利用无血清培养和单细胞克隆技术在成年脊髓损伤7 d大鼠脊髓中分离具有单细胞克隆能力的神经干细胞,并进行培养鉴定.结果 从成年脊髓损伤7 d大鼠脊髓中成功分离出神经干细胞,该细胞具有连续克隆能力,可传代培养,表达神经巢蛋白抗原.分化后的细胞表达神经元细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞的特异性抗原.结论 致伤7 d的成年大鼠脊髓组织体外町培养出神经十细胞,并分化为神经无细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞,有可能参与脊髓损伤的修复过程.