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干细胞治疗中枢神经系统疾病

录入:linle    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2012-1-19

  干细胞是指未分化的细胞, 具有自我复制和分化为多种功能体细胞的特性。按其起源, 可分为两大类: 胚胎干细胞 ( em bryonic stem ce l,l ESC ) 和成体干细胞( adu lt stem cells, ASC)。ESC 能发育分化形成完整的机体以及各种组织细胞, 又称全能ESC。

  ASC 来源于机体组织, 具有干细胞的一些特性, 但其分化潜能有限, 故又称多能干细胞。如: 骨髓干细胞、间充质干细胞( m esenchym a l stem cel,lM SC)、肌肉干细胞及神经干细胞( neura l stem ce l,l NSC) 等。多向分化潜能的特点使干细胞被应用于细胞替代治疗。由于神经组织的不可再生性, 干细胞替代疗法成为最有前景的治疗方法之一[ 1] 。

  1􀀁 干细胞治疗中枢神经系统疾病的途径目前干细胞治疗中枢神经系统疾病具有两条途径: 诱导内源性NSC 的分化、迁移和外源性的干细胞移植。

  1. 1􀀁 内源性NSC 分化、迁移􀀁 在成年哺乳动物中枢神经系统中, 大脑纹状体室下区、海马齿状回和颗粒下层、嗅球和脊髓均存在NSC, 在某些条件刺激下, 如脑损伤、脑缺血、脑源性神经营养因子、转化生长因子、血小板源性生长因子、促红素等[ 2] , NSC 被诱导增殖、分化为神经元和胶质细胞, 并迁移至有关的损伤部位, 融合进原有的神经组织中, 促进神经功能恢复。

  内源性NSC 的分化、迁移, 不存在移植排斥反应, 具有很大的临床应用前景。目前尚须探讨以下问题: ( 1)分化的神经细胞是否能达到脑和脊髓的任何部位? ( 2) 每一部位、每种疾病所需要不同的神经细胞类型; ( 3)有效的干细胞诱导因子和足够的神经细胞; ( 4) NSC增殖、分化、迁移的分子机制。

  1. 2􀀁 外源性干细胞移植􀀁 外源性干细胞移植是从自体或异体采集干细胞(主要为M SC和ESC ), 体外培养, 增殖、分化成神经细胞, 再移植到受损部位, 帮助修复破坏的神经环路, 恢复神经功能。

  1. 2. 1􀀁 M SC􀀁 M SC是目前备受关注的一类具有多向分化潜能的成体干细胞。其来源广泛, 除骨髓之外, 在外周血、脐血、胎肝、胎盘等多种组织均发现有M SC 的存在。M SC 可在体外分化培养扩增, 遗传背景稳定, 具有分化为骨、神经、软骨、脂肪、内皮、心肌等的多向分化潜能[ 3]。但是异体MSC 移植具有抗宿主反应, 且供体来源等问题限制了M SC 的使用, 真正能用于临床的都为自体来源的M SC, 但往往不能满足组织修复所需的干细胞数量。M SC诱导、分化成神经细胞的方法还有待进一步研究。

  1. 2. 2􀀁 ESC􀀁 ESC是一类来自早期胚泡内细胞团、具有不断自我更新和发育全能性的细胞, 能够分化成机体各种组织细胞, 目前在体外主要采用化学因子诱导法、生长因子和营养因子诱导培养法、与基质细胞共培养的诱导方法, 并引入转基因的手段, 对ESC进行向神经元方向的强制分化, 或是利用组织工程技术使ESC 大量的增殖分化成特异神经细胞, 为治疗中枢神经系统疾病提供了可靠的细胞来源[ 4] , 并且通过体细胞核转移( Som a tic Ce ll Nuclear Transfer, SCNT) 的方法得到患者特异性的ESC, 避免了移植排斥[ 5] 。

  目前主要存在如下问题: ( 1)体外诱导分化技术不成熟, ESC既有多能干细胞的分化潜能, 又有转化为肿瘤的特性, 所以诱导分化非常重要; ( 2)如何分离所需的特异性细胞; ( 3)细胞移植引起的宿主异体免疫排斥反应。此外还存在着伦理道德的限制。

  2􀀁 干细胞治疗中枢神经系统的疾病 2. 1􀀁 Pa rkinson病( PD) 􀀁 1999 年P icc in i等[ 6] 将人类胎儿组织立体定向移植到右壳核治疗PD 患者, 有效改善临床症状, 提示细胞替代疗法治疗PD 是可行而有效的, 但由于来源问题, 限制进一步应用。ESC 具有高效增殖能力和多向分化潜能, 可分化成多巴胺神经元, 成为细胞移植治疗PD 的重要种子细胞。

  Perr ier等[ 7] 用基质细胞与ESC 共培养的诱导方法, 使后者分化成神经前体样细胞, 再通过成纤维生长因子8 和 Son ic H edgehog 诱导, 终端分化为成熟的多巴胺神经元。为得到更多比例的多巴胺神经元, 有学者将具有促前体细胞向多巴胺神经元分化的转录因子Nurr-1转染到ESC, 再加生长因子诱导, 然后移植治疗PD动物模型, 能有效地整合到宿主纹状体, 有效地改善症状[ 8] 。





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