内源性神经干细胞在脊髓损伤修复的研究进展

内源性神经干细胞（endogenous neural stem cells, ENSCs）在脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）后可以分化为星形胶质细胞、神经元和少突胶质细胞等,对神经再生具有重要作用。研究诱导其分化为特定的神经细胞的方法是内源性治疗的关键。近年来,越来越多的ENSCs诱导方法被开发运用,促进了新生神经元和少突胶质细胞的生成,并减少了胶质瘢痕对修复的阻碍作用。本文就近期ENSCs在SCI修复方面的研究进展进行综述。     

大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖过程中Wnt-1的表达

目的:探讨大鼠脊髓损伤后信号蛋白Wnt-1的表达及其与脊髓内源性神经干细胞(ENSCs)早期增殖的关系.方法:30只Wister成年大鼠,随机分为正常对照组(A组,n=5)和损伤组(B组,n＝25).A组不损伤脊髓,B组在大鼠T10采用经典Allen′s 打击法(25g·cm)造成脊髓损伤,于造模后1d、3d、1周、2周、4周进行取材,对距离损伤中心5mm的脊髓行免疫组化染色,检测ENSCs的增殖及Wnt-1蛋白表达的动态变化,与A组比较,并统计分析二者之间的相关性.结果:30只大鼠均进入结果分析.A组脊髓在中央管周围、外周软膜可见极少数BrdU/Nestin阳性细胞,白质中几乎没有.B组中BrdU/Nestin阳性细胞于损伤后24h表达于室管膜以及软膜,灰质和白质亦有少量表达,3d时明显增多,1周达到高峰(P<0.05),2周开始逐渐下降,4周时仍可见少量BrdU/Nestin阳性细胞.B组各时间点与A组比较差异有显著性意义(P<0.05).B组大鼠各时间点均有Wnt-1蛋白的表达,损伤后第1天开始表达,3d达到高峰,一直至脊髓损伤后2周Wnt-1都维持在较高的表达水平.Wnt-1蛋白的表达与Nestin的表达具有相关性(r=0.893,P<0.05).结论:大鼠脊髓损伤后信号蛋白Wnt-1表达增加,其可能与大鼠ENSCs的早期增殖有关.     

丙戊酸对大鼠急性脊髓损伤后氧化应激的影响

[目的]探讨丙戊酸(VPA)对大鼠脊髓损伤(SCI)后氧化应激的影响。[方法]72只雄性SD大鼠随机分为3组:假手术组(C组)、损伤组(SCI组)和丙戊酸保护组(VPA组)。采用改良的Allen法制作脊髓损伤动物模型。VPA组术后即刻及其后每12 h皮下注射VPA 300 mg/kg至取材;C组和SCI组在相应时间点注射等体积的生理盐水。大鼠在伤后24、48、72 h和1周先行后肢运动功能BBB评分,随后处死取材。通过石蜡切片HE染色观察脊髓组织病理变化,并用免疫组化法检测诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的表达;通过化学比色法测定脊髓组织中丙二醛(MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量。[结果]BBB评分显示C组运动功能未受影响,VPA组的BBB评分均高于SCI组,两者相比在伤后48、72 h和1周差异有显著性(P<0.01)。HE染色示C组脊髓组织形态正常,VPA组各时间点的病理变化与SCI组相比没有明显改善。C组偶见或未见iNOS阳性表达细胞。与C组相比,SCI组和VPA组的iNOS表达均明显增加(P<0.05),在伤后72 h达高峰,但VPA组的iNOS表达在各时间点均明显低于SCI组(P<0.05)。SCI组和VPA组脊髓组织的MDA含量明显高于C组,而GSH-Px活性明显低于C组(P<0.05),VPA组和SCI组相比较,MDA含量在各时间点均明显下降,GSH-Px活性均明显升高(P<0.05)。[结论]VPA通过减轻SCI所诱导的氧化应激,从而对SCI发挥保护作用。     

丙戊酸对大鼠急性脊髓损伤后神经功能恢复的影响及作用机制

目的:探讨丙戊酸(VPA)对大鼠脊髓损伤(SCI)后运动功能恢复的影响及作用机制。方法:60只雄性SD大鼠随机均分为3组:假手术组(C组)、损伤组(SCI组)和丙戊酸保护组(VPA组)。SCI组和VPA组采用改良Allen法制作大鼠T10 SCI模型。VPA组术后即刻及其后每12h皮下注射VPA 300mg/kg,至取材;C组和SCI组在相应时间点注射等体积的生理盐水。伤后6h,每组取5只大鼠处死取材,其余大鼠在伤后24h、48h和72h每组取5只先行后肢运动功能BBB评分,随后处死取材。切片后分别行HE染色观察脊髓组织病理变化,免疫荧光双标法在激光共聚焦显微镜下观察核因子κB(NF-κB)途径的激活状态,免疫组化法检测白介素1β(IL-1β)的表达。结果:C组大鼠各时间点BBB评分均为21分,VPA组和SCI组各时间点的评分均低于C组(P<0.05),但VPA组各时间点的评分均高于同时间点SCI组,在伤后48h和72h两组差异有显著性(P<0.05)。病理检查显示C组脊髓组织形态正常,VPA组和SCI组伤后6h损伤中央区即可见明显出血灶,灰质中神经元肿胀坏死,白质中神经纤维肿胀;伤后24h、48h出血灶界限更明显,并可见空洞形成和炎症细胞浸润;伤后72h上述病理变化仍明显;VPA组各时间点的病理变化与SCI组相似,但炎症细胞浸润减少。C组偶见或未见NF-κB核阳性细胞和IL-1β表达,与C组相比,SCI组和VPA组NF-κB核阳性细胞百分比和IL-1β表达量从伤后6h即显著性增高,24h达高峰,以后逐渐减少,72h仍显著性高于C组(P<0.05);VPA组各时间点NF-κB核阳性细胞百分比和IL-1β表达量均低于同时间点SCI组(P<0.05)。结论:VPA可促进大鼠SCI后运动神经功能恢复,其机制可能与抑制炎症反应有关。     

神经干细胞移植对大鼠脊髓半切空洞损伤的修复作用

[目的] 观察神经干细胞移植后对大鼠损伤脊髓形态和功能的修复作用。[方法] 30只Wistar大鼠，分为半切洞损伤组、D-Hanks液对照组和神经干细胞移植治疗组。4、8周后取损伤部位脊髓组织进行HE、Nissl、Holmes银染观察神经纤维和神经细胞的再生情况。同时在伤后1、4、8周进行伤侧下肢MEP和SEP检测，了解感觉和运动功能的恢复情况。[结果] （1）治疗组4周后，分化的细胞基本闭合空洞，形成一空腔。8周时，在损伤处可见大量星形胶质细胞，及少数长出突起、存活的神经元，而且移植物与宿主之间在形态上形成纤维联系；（2）术后1周各组运动诱发电位和感觉诱发电位峰潜时明显延长，无显著差异性，手术后4、8周，C组的峰潜时较A、B组明显缩短，有显著的差异性（P〈0．01）。[结论] 神经干细胞移植到损伤脊髓组织后，能够存活、分化并从结构和功能上较好地修复组织缺损区域。     

神经干细胞移植治疗大鼠脊髓损伤的体内示踪

目的:探讨观察神经干细胞(NSCs)移植到大鼠损伤脊髓(SCI)后迁徙情况的方法.方法:体外培养大鼠NSCs,应用超顺磁性氧化铁(super paramagnetic iron oxide,SPIO)及多聚左旋赖氨酸(PLL)标记NSCs,分别进行普鲁士蓝染色、电子显微镜观察NSCs在体外标记情况.66只SD大鼠随机分为假损伤组(A组)、脊髓损伤对照组(B组)、脊髓损伤后NSCs移植治疗组(C组),分别在细胞移植术后第7d、14d、21d、28d及35d,按照改良Tadov评分法和Rivlin斜板试验观察大鼠神经功能恢复情况,B、C组术后第7、21、35d行MRI检查,扫描序列包括T1WI、T2WI、T2*WI.结果:(1)普鲁士蓝染色证实SPIO和PLL标记NSCs的有效率为100％.(2)细胞移植后7～35d,C组与B组动物运动功能均有不同程度恢复,但B组恢复较慢,14d、21d、28d和35d时C组Tarlov评分和斜板试验角度与B组相比差异有统计学意义(P<0.05).(3)1.5T MRI榆查,C组移植处在T2*WI序列呈低信号改变,第21d低信号向损伤区扩大,第35d损伤区见到低信号改变.B组相同时间点无低信号改变.第35天时与B组相比,C组3个扫描序列中信号强度分别下降32.55％、54.14％、62.27％,T2*WI的信号强度变化最大,T1WI变化最小.结论:磁共振技术可以追踪SPIO及PLL标记的移植在体内的NSCs.     

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。     

壳聚糖神经干细胞复合物修复大鼠完全性脊髓损伤的组织学观察

目的　探讨壳聚糖与神经干细胞复合物修复成年SD大鼠完全性脊髓损伤的可行性。方法　制作大鼠脊髓完全缺损模型 ,在形成的缺损中植入壳聚糖与神经干细胞复合物 (实验组 ) ,或只植入壳聚糖 (对照组 ) ,或不加任何材料 (空白组 ) ,术后 2、4、8周灌注取材 ,观察结果。结果　壳聚糖与神经干细胞复合物在植入SD大鼠脊髓完全缺损模型后 ,能桥接缺损两端脊髓 ;其内的神经干细胞能存活、迁移并分化成多种形态的神经组织细胞 ,并诱导神经轴突向复合材料内生长。结论　壳聚糖与神经干细胞复合物有可能桥接并修复大鼠脊髓完全缺损性损伤。     

人胚神经干细胞移植治疗大鼠脊髓损伤

目的 探讨人胚神经干细胞（hNSC）移植治疗脊髓损伤（SCI）的可行性。方法 分离、培养和鉴定hNSC；用5溴-2脱氧尿苷嘧啶（BrdU）标记hNSC，并将其移植到14只T10半横断的Wistar大鼠损伤脊髓内（另外14只T10半横断损伤的大鼠作为对照组，仅损伤脊髓内注射DMEM／F12培养液），用BrdU的FITC免疫荧光染色检测移植细胞的存活和迁徙，用NF-200、GFAP免疫组织化学鉴定移植细胞的分化，BBB评分评定大鼠功能恢复情况。结果 （1）获得了大量的hNSC；（2）用免疫组织化学可以检测到移植的hNSC能在体内长时间存活（达2个月）并向远处迁徙，并分化为神经元和胶质细胞；（3）检测到实验组大鼠BBB得分明显高于对照组大鼠（P〈0．01），在SCI后第10周时实验组和对照组BBB得分最大差距达到2．1分。结论 hNSC移植能促进SCI大鼠后肢功能恢复，它是SCI移植治疗较有价值的细胞资源。     

L-丝氨酸对大鼠神经细胞凋亡与内源性神经干细胞增生的影响

目的 观察大鼠急性脊髓损伤(SCI)后L-丝氨酸(L-Ser)抑制神经细胞凋亡与促进内源性神经干细胞(eNSCs)增殖的作用. 方法 健康SD成年雄性大鼠100只,随机分为5组(n=20):假手术组(只行椎板切除,不损伤脊髓)、单纯损伤组(制备SCI模型后腹腔注射生理盐水)、L-Ser治疗组(制备SCI模型后腹腔注射L-Ser)、D-环丝氨酸(DCS)治疗组(制备SCI模型后腹腔注射DCS)和DCS拮抗组(制备SCI模型后腹腔注射L-Ser和DCS).1、3、5、7d观察并记录各组大鼠斜板试验的斜坡角度和BBB运动评分,观察脊髓前角神经细胞数、检测细胞凋亡和Brdu和Nestin双标阳性细胞的表达. 结果 术后3d开始,L-Ser治疗组的斜坡角度和BBB运动评分均大于单纯损伤组、DCS治疗组和DCS拮抗组,差异有统计学意义(P＜0.05),且随着治疗时间的增加,斜坡角度呈现递增趋势.L-Ser治疗组的脊髓前角神经细胞数和Brdu/Nestin阳性细胞数明显多于单纯损伤组、DCS治疗组和DCS拮抗组,而脊髓前角神经凋亡细胞数明显少于其他3组,差异均有统计学意义(P＜0.05).DCS治疗组、DCS拮抗组和单纯损伤组间的斜坡角度、BBB运动评分、脊髓前角神经细胞数、凋亡细胞数、Brdu/Nestin阳性细胞数比较差异均无统计学意义(P＞0.05). 结论 L-Ser能抑制SCI大鼠脊髓组织中神经细胞的凋亡,促进SCI大鼠脊髓组织eNSCs增殖.     

骨髓间充质干细胞移植对大鼠脊髓损伤后氧化应激的影响

目的研究骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）移植对大鼠脊髓损伤（spinal cord injury,SCI）后氧化应激的影响。方法取大鼠股骨和胫骨骨髓培养BMSCs并传代。参照Taoka方法制作30只大鼠脊髓压迫损伤模型,随机分为3组,损伤组（SCI）、假移植组（SCI＋生理盐水）、移植组（SCI＋BMSCs）。脊髓损伤30 min时,假移植组和移植组于损伤周围相应注射生理盐水和BMSCs。在损伤后第3天、7天、14天和28天,进行BBB（Basso-Beattie-Bresnahan,BBB）行为学评价。应用MTT方法检测血清中超氧化物岐化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）水平。结果脊髓损伤后,BMSCs移植第14天即可观察到大鼠后肢运动功能明显改善,第28天BBB评分有明显提高。与损伤组和假移植组大鼠相比,第7天、14天和28天移植组血中MDA水平降低（P〈0.05）;血中SOD水平较高（P〈0.05）。结论 BMSCs移植对SCI神经功能恢复有促进作用,其机制可能与其抑制氧化应激有关。     

长期培养人胚神经干细胞对兔脊髓损伤的修复作用

[目的]观察长期培养人胚神经干细胞（hNSCs）的体外生长特性与转染EGFP基因后移植治疗兔脊髓横切损伤模型在体内的生物学活性及对神经结构修复和功能恢复的影响。[方法]体外分离、培养并鉴定hNSCs，用逆转录病毒介导的增强绿色荧光蛋白基因（EGFP）进行转染；制备兔T9全横断脊髓损伤模型；观察hNSCs移植对脊髓损伤后神经结构修复和功能恢复的影响。[结果]从胎龄10～20周的新鲜人胚脑皮层中成功分离出神经干细胞，该细胞具有连续克隆传代能力，诱导分化后表达分化细胞的特异抗原。本实验室已成功连续培养10个月（17代），转染EGFP基因后，仍保持未分化状态，能够自我更新形成新的神经球；移植入兔SCI模型后，hNSCs能在体内存活、迁移、分化并增殖。与对照组相比，hNSCs移植组明显促进了脊髓神经的再生、结构的修复和下肢运动功能的恢复。[结论]hNSCs移植促进了脊髓损伤后神经结构的修复和功能的恢复，是治疗急性脊髓损伤的一种有效方法。     

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。     

神经干细胞移植对脊髓损伤后PLP基因表达的影响

目的：研究神经干细胞(NSCs)移植对大鼠脊髓损伤(SCI)后髓鞘蛋白前脂蛋白(PLP)基因表达的影响，探讨神经干细胞移植促进大鼠SCI后髓鞘再生的机制。方法：NSCs由5-溴-2脱氧尿嘧啶核苷标记法(Brdu)标记。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)。大鼠SCI后第7d移植NSCs，应用免疫组化和RT—PCR法观察NSCs移植后是否存活，以及大鼠脊髓损伤区PLP基因表达的动态变化。结果：NSCs移植后在受体脊髓内存活，NSCs移植组较单纯损伤组明显促进了PLP基因在分子和蛋白水平的表达。结论：NSCs移植后可存活并促进PLP基因的表达，是促进脊髓损伤后髓鞘再生的机制之一。     

神经干细胞单细胞与神经球治疗大鼠脊髓损伤的对比研究

目的比较神经干细胞(neural stem cells,NSCs)单细胞与神经球移植治疗大鼠脊髓损伤(spinal cordinjury,SCI)的效果,研究两种NSCs移植方法治疗SCI的有效性。方法取成年SD大鼠2只,体外分离脊髓组织并行NSCs培养,取第3代细胞行Hoechst33342、巢蛋白染色及贴壁分化鉴定。另取成年SD大鼠(体重230～250 g)60只,随机分为3组,每组20只,采用改良Allen法制备大鼠脊髓T10损伤模型。各组分别于SCI处缓慢注射5μL生理盐水(A组)、第3代NSCs单细胞(B组)、第3代NSCs神经球(C组)。分别于术前及术后3、7、14、21、28 d采用BBB行为功能评定量表评定各组大鼠后肢功能;术后各时间点取材行HE染色和微管相关蛋白2(microtubule-associated protein 2,MAP-2)免疫组织荧光染色观察。结果经形态学观察及鉴定,所培养的细胞为NSCs。术后3 d各组BBB评分较术前显著下降,术后3、7 d各组间BBB评分比较差异均无统计学意义(P>0.05);随时间延长BBB评分不同程度增加,术后14、21、28 d,B、C组BBB评分优于A组,C组优于B组,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。HE染色示C组较A、B组脊髓结构清晰,瘢痕形成少。MAP-2免疫组织荧光染色示,术后3、7 d各组间阳性细胞数比较差异均无统计学意义(P>0.05);术后14、21、28 d,B、C组阳性细胞数显著多于A组,C组多于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论采用NSCs神经球移植较单细胞移植更明显促进NSCs向神经元分化,更有利于SCI后下肢功能恢复。     

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。