靜止的神經(jīng)干細胞在受到一定條件的刺激下可以被再激活，重新進(jìn)入細胞分裂周期，產(chǎn)生新的神經(jīng)元，為神經(jīng)干細胞移植治療神經(jīng)系統疾病的細胞治療帶來(lái)前景。

神經(jīng)干細胞（neural stem bells，NSCs）對神經(jīng)系統的發(fā)育、再生和修復至關(guān)重要。成年哺乳類(lèi)動(dòng)物的大腦中，大部分處于靜止狀態(tài)的神經(jīng)干細胞在受到外部刺激以及內在的信號分子、轉錄因子等多種因素之間的協(xié)調作用時(shí)，可以被再激活，從而退出G0期重新進(jìn)入細胞分裂周期，產(chǎn)生新的神經(jīng)元，神經(jīng)干細胞再激活機制為神經(jīng)系統疾病的細胞治療帶來(lái)前景。

神經(jīng)干細胞再激活機制成為治療神經(jīng)系統疾病的新方法

文中就近年來(lái)關(guān)于神經(jīng)干細胞再激活的外部刺激、內在調控因素以及對神經(jīng)系統疾病的修復治療等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

成人神經(jīng)干細胞再激活的外部因素

Cattaneo等證明了神經(jīng)生長(cháng)因子（NGF）在神經(jīng)系統中對神經(jīng)干細胞增殖的影響。研究發(fā)現，神經(jīng)干細胞暴露于纖維母細胞生長(cháng)因子-2后給予NGF治療，通過(guò)激活與NGF特異結合的酪氨酸激酶（TrkA）受體，促進(jìn)巢蛋白表達增加。NGF通過(guò)ERK1/2磷酸化促進(jìn)神經(jīng)干細胞增殖。這些受體的表達模式和NGF的濃度共同決定對神經(jīng)干細胞的影響。

Zhang等證明低濃度的NGF對神經(jīng)干細胞的增殖更有效，并且NGF可調節神經(jīng)干細胞向成年神經(jīng)表型分化。腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子（BDNF）是神經(jīng)營(yíng)養素家族的另一個(gè)成員，對神經(jīng)系統的發(fā)育，包括增殖、遷移、分化、存活、 凋亡和突觸可塑性起著(zhù)重要作用。

研究表明，BDNF對BrdU標記培養的神經(jīng)干細胞增殖具有劑量依賴(lài)性，同時(shí)BDNF可增強神經(jīng)干細胞向少突膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元分化的趨勢，并上調Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-batenin）分子在神經(jīng)干細胞中的表達。由此推測，BDNF可能通過(guò)激活Wnt1/β-batenin信號通路，在體外促進(jìn)神經(jīng)干細胞的增殖以及向神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細胞分化。

成年神經(jīng)干細胞再激活的內在調控因素

信號分子在成人神經(jīng)干細胞再激活中的作用

成人神經(jīng)發(fā)生的早期和晚期都受多種信號分子的調控， 如紡錘體基質(zhì)蛋白、連接蛋白（CX）26作為NSCs重新激活的關(guān)鍵內在調節因子，均可防止NSCs在后期重新進(jìn)入靜止狀態(tài)；紋狀蛋白相互作用的磷酸酶和激酶（STRIPAK）蛋白和熱休克蛋白（HSP）83/90與胰島素受體（InR）相互作用，可促進(jìn)NSCs的重新激活；糖皮質(zhì)激素是NSCs增殖的重要調節因子。

轉錄因子在成人神經(jīng)干細胞再激活中的作用

轉錄因子是調控成人神經(jīng)干細胞增殖、分化或存活的關(guān)鍵機制， 轉錄因子缺失可導致NSCs池衰竭。假激酶（Trbl）是靜止的NSCs特異性表達最顯著(zhù)的蛋白編碼基因之一；E3連接酶CRL4Mahj在NSCs重新激活過(guò)程中起必不可少的作用；grl-5和grl-7是miR-235促進(jìn)靜止NSCs重新激活的靶點(diǎn)；孤核受體tailless樣蛋白（Tlx）促進(jìn)了NSCs從靜止狀態(tài)向激活狀態(tài)的轉換；蛋白轉錄因子（REST）在神經(jīng)再生小室中的功能是雙向的，同時(shí)又是保護成人神經(jīng)干細胞池所必須的。

成人神經(jīng)干細胞再激活修復治療神經(jīng)系統疾病

中樞神經(jīng)系統損傷可能導致神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的喪失，以及脫髓鞘改變，如多發(fā)性硬化（MS）、缺血性腦卒中、帕金森病等損傷常與持續性功能喪失有關(guān)，因為中樞神經(jīng) 系統的再生潛力和重建神經(jīng)結構的能力有限。成年NSCs存在于大腦的一些離散再生小室中。這一發(fā)現為從成年NSCs中誘導內源性神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞的生成開(kāi)辟了新前景。 

神經(jīng)干細胞移植治療多發(fā)性硬化癥

多發(fā)性硬化癥(Multiple sclerosis，MS)是一種中樞神經(jīng)系統的自身免疫疾病，臨床病理癥狀體現為T(mén)細胞浸潤至中樞神經(jīng)系統內引起炎癥反應，并伴隨髓鞘，軸突的破壞與脫落。目前該疾病的發(fā)病機理仍未被闡述清楚，仍無(wú)有效對癥的治療方案能夠完全治愈該病。

近幾年神經(jīng)干細胞移植技術(shù)的發(fā)展，為多發(fā)性硬化癥的治療提供了新策略。

2016年，中國科學(xué)院大學(xué)進(jìn)行了一項誘導性多能干細胞來(lái)源的神經(jīng)干細胞移植治療多發(fā)性硬化癥的臨床試驗[1]。

中國科學(xué)院大學(xué)發(fā)現，誘導多能干細胞體外誘導分化形成的神經(jīng)干細胞在移植后可以顯著(zhù)地減少EAE小鼠中樞神經(jīng)系統內的T細胞浸潤和白質(zhì)損傷。同時(shí)，移植誘導多能干細胞體外誘導分化形成的神經(jīng)干細胞的EAE小鼠的臨床評分有了明顯下降，運動(dòng)功能得到了較好的恢復。綜上結果表明，誘導多能干細胞體外誘導分化形成的神經(jīng)干細胞可以有效地治療多發(fā)性硬化癥疾病。本研究提供了支持應用誘導多能干細胞分化的神經(jīng)干細胞移植治療多發(fā)性硬化癥可行性的重要的前期臨床實(shí)驗證據。

神經(jīng)干細胞移植治療缺血性腦卒中

缺血性腦卒中的發(fā)生是由于大腦供血的血管阻塞，導致病變內神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞壞死而引起。腦損傷對內源性神經(jīng)發(fā)生的影響：

首先是增加細胞繁殖和吸引新的神經(jīng)元進(jìn)入損傷區域，與神經(jīng)炎癥信號通路相協(xié)調，產(chǎn)生新的神經(jīng)元；

其次，成年NSCs也有助于少突膠質(zhì)細胞的生長(cháng)，新的神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細胞的生長(cháng)可通過(guò)整合重新連接受損的神經(jīng)元回路。

2021年，杜蘭大學(xué)醫學(xué)院藥理學(xué)系在《國際分子科學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇《神經(jīng)干細胞治療早期缺血性中風(fēng)》的文章，文章表明神經(jīng)干細胞（NSC）具有多效性，對高度復雜的早期中風(fēng)病理生理學(xué)有益[2]。

移植的神經(jīng)干細胞可以分化為大腦中的功能性神經(jīng)元，并且還表現出旁觀(guān)者（伴侶）效應，包括遞送神經(jīng)營(yíng)養因子，這可以減輕有毒微環(huán)境并保護瀕臨滅絕的宿主細胞。臨床前研究表明，移植的神經(jīng)干細胞通過(guò)多種機制改善中風(fēng)結果，例如保護血腦屏障（BBB)、減少腦血管炎癥、增加神經(jīng)發(fā)生和血管生成以及增強神經(jīng)功能（圖1：神經(jīng)干細胞輸送示意圖說(shuō)明了神經(jīng)干細胞移植治療缺血性中風(fēng)的多種治療機制）。

神經(jīng)干細胞可以分化為中風(fēng)大腦中的功能性神經(jīng)元，并具有多效性旁觀(guān)者效應。這些旁觀(guān)者效應包括血腦屏障（BBB）破壞的減弱、血管生成的增加以及缺血性中風(fēng)后免疫反應的調節。

神經(jīng)干細胞移植治療帕金森病

帕金森病是由中腦黑質(zhì)致密部多巴胺神經(jīng)元變性引起的疾病。通過(guò)內源性修復產(chǎn)生 新的多巴胺神經(jīng)元可能是改善帕金森病癥狀的有效治療方法，但目前多巴胺神經(jīng)元發(fā)生的程度還遠不能達到治療水平。因此，神經(jīng)干細胞移植成為較有吸引力的治療選擇，神經(jīng)干細胞能夠自我更新并分化成所有的神經(jīng)系細胞，可以替代缺失的多巴胺神經(jīng)元，逆轉帕金森病的退行性病理過(guò)程。

體外實(shí)驗表明，將NSCs與內皮細胞結合，創(chuàng )造一種神經(jīng)血管微環(huán)境，模擬NSCs移植的人腦體內微環(huán)境，通過(guò)對靶部位細胞和非細胞成分微環(huán)境的識別，可以誘導神經(jīng)干細胞向多巴胺神經(jīng)元分化，一旦從移植的神經(jīng)干細胞中獲得多巴胺神經(jīng)元，并整合到已有的黑質(zhì)紋狀體多巴胺系統中進(jìn)行神經(jīng)傳遞，帕金森病癥狀將有望得到緩解。 

此外，在2018年，《中國實(shí)用神經(jīng)疾病雜志》發(fā)表了一篇《神經(jīng)干細胞移植治療帕金森病的效果觀(guān)察》的文章[3]。

目的：探討神經(jīng)干細胞移植術(shù)治療帕金森病的臨床效果。

方法：選擇2014-05—2015-05駐馬店市中心醫院收治的帕金森病患者27例，均采用神經(jīng)干細胞移植手術(shù)治療。分別記錄患者治療前、治療后12個(gè)月的統一帕金森病評分量表(U P-DRS)評分，并觀(guān)察患者隨訪(fǎng)12個(gè)月的治療效果。

結果：治療后12個(gè)月，患者UPDRS量表中的行為和心理評分、日常生活質(zhì)量評分、運動(dòng)功能評分、并發(fā)癥評分均明顯低于治療前(P<0.05)，且治療后12個(gè)月UPDRS量表總評分也低于治療前(P<0.05)。27例患者平均隨訪(fǎng)12個(gè)月，治療總有效率為81.48％。

結論：神經(jīng)干細胞移植手術(shù)治療帕金森病療效確切，可明顯改善患者UPDRS評分，提升生活質(zhì)量，值得推廣。

展望

在成體內源性神經(jīng)干細胞的再生潛能以及再生機制研究方面取得了巨大進(jìn)展，產(chǎn)生了治療的多種神經(jīng)干細胞類(lèi)型，并改善了利用外源神經(jīng)干細胞進(jìn)行細胞治療的方法。目前的研究集中在調控促進(jìn)成人神經(jīng)干細胞再生的信號通路、信號分子以及轉錄因子等方面，以充分利用它們的再生能力。

雖然，神經(jīng)干細胞的再激活為神經(jīng)系統障礙性疾病的細胞治療帶來(lái)前所未有的前景，但仍然面臨一系列的問(wèn)題：例如，神經(jīng)干細胞是如何控制新產(chǎn)生的神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細胞的功能，神經(jīng)干細胞對神經(jīng)元整合的動(dòng)態(tài)研究以及新神經(jīng)元對鄰近神經(jīng)元神經(jīng)環(huán)路和行為的影響等，將是臨床應用中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

未來(lái)，神經(jīng)干細胞再生領(lǐng)域需要基礎研究人員、病理學(xué)家和臨床醫生等多學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識指導各類(lèi)神經(jīng)疾病的轉化治療。隨著(zhù)這一領(lǐng)域的快速發(fā)展，期待成人神經(jīng)干細胞的再激活進(jìn)行臨床治療可能不會(huì )太久。

參考資料：

[1]:張超. 利用誘導性多能干細胞來(lái)源的神經(jīng)干細胞移植治療多發(fā)性硬化癥[D]. 中國科學(xué)院大學(xué),2016.

[2]:Hamblin MH, Lee JP. Neural Stem Cells for Early Ischemic Stroke. Int J Mol Sci. 2021 Jul 19;22(14):7703. doi: 10.3390/ijms22147703. PMID: 34299322; PMCID: PMC8306669.

[3]:康霞. 神經(jīng)干細胞移植治療帕金森病的效果觀(guān)察[J]. 中國實(shí)用神經(jīng)疾病雜志,2018,21(11):1233-1237. DOI:10.12083/SYSJ.2018.11.299.

免責說(shuō)明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業(yè)觀(guān)點(diǎn)，不構成任何臨床診斷建議！杭吉干細胞所發(fā)布的信息不能替代醫生或藥劑師的專(zhuān)業(yè)建議。如有版權等疑問(wèn)，請隨時(shí)聯(lián)系我。