神经系统疾病在病理上主要表现为神经细胞的坏死和变性,过去通常认为神经细胞受损后不可再生和修复
[1],近年来有关中枢神经系统可塑性及神经干细胞再生理论的研究,给该类疾病的治疗带来了希望。神经干细胞主要分布于胚胎脑的端脑、小脑、海马、纹状体、大脑皮质、脑室、室管膜、脊髓,成年脑的侧脑室壁、室管膜下区、纹状体、海马齿状回、脊髓等处
[1]。神经干细胞的突出优点是其具有自行分化和自我更新的能力,可以分化成神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞,在神经受损的部位可以对受损神经进行修复,另一方面则是诱导产生更多的细胞因子如粒细胞集落刺激因子、基质细胞衍生因子1、脑衍化神经营养因子、神经胶质细胞衍化营养因子等促进神经功能的恢复
[2-5]。
神经干细胞治疗作用的可能机制是在受损部位通过自身的生长分化直接替代受损神经细胞并与周围的神经系统建立联系,在结构上修复受损的神经组织;神经干细胞可以诱导生长因子的产生和基因的转运起到交通工具的作用,并且可以作为再生的位点,对神经功能的恢复产生促进作用;神经干细胞通过与周围的神经组织建立微环境起到对受损神经的保护和修复作用[6- 8]。经过多年的动物实验和理论研究,神经干细胞现在已经初步应用于临床中的中枢神经系统疾病和损伤。如Jean等[9]应用神经干细胞治疗脊髓损伤,得出神经干细胞对脊髓受损伤后的修复有作用。Kim等[10]通过对神经干细胞治疗Huntington病的研究,得出神经干细胞移植后可以在脑部保留分化为神经元的能力,从而可缓解Huntington病的症状。Morizane等[11]应用神经干细胞治疗帕金森病也起到了一定的疗效。另外神经干细胞也被广泛应用于多发性硬化、急性脑损伤,脑肿瘤,肌萎缩性脊髓侧索硬化症,癫痫,脑血管病,等疾病的研究和治疗[12-13]。目前主要通过3种方式进行神经干细胞移植:①神经干细胞通过手术方式接近它们的靶目标,如脑部神经变性的纹状体,局部损伤的脊髓,脱髓鞘病变或者是运动神经元病。②神经干细胞通过蛛网膜下腔进入受损的脊髓和大脑。③神经干细胞通过静脉注射到达受损伤的部位[14]。目前对于神经干细胞各种移植方式的疗效仍有争议,目前,倾向于选取两种方式联合治疗,以期达到更好的疗效。
然而由于神经干细胞受限于其来源,伦理道德等方面的影响,使得其在临床的应用推广遇到阻力。近年来,国内外兴起了对于同样具有多潜能分化特点的骨髓间充质干细胞的研究热潮,开展了一定的动物实验及临床应用的研究,认为骨髓间充质干细胞具有分化为多种细胞的能力,但是其在移植入人体后的分化调控,定位等方面仍处于探索阶段[15-16]。自体骨髓间充质源神经干细胞就是利用患者自体骨髓间充质干细胞分化诱导成神经干细胞,应用于患者自体,它的优点是成本较低,排斥反应少,近年来已成为各科研单位进行神经干细胞人体移植,治疗疾病的的首选。本实验是采用患者自体骨髓间充质细胞,经患者自体脑脊液分化诱导成为神经干细胞,与传统应用细胞因子神经生长因子、表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子诱导神经干细胞相比,在时间上明显缩短了神经干细胞的生长周期,在保持干细胞特性的前提下,实现了干细胞快速大规模的扩增[17]。本组通过对1例病毒性脑炎所致的植物状态患者、1例缺血缺氧性脑病致醒状昏迷患者、1例遗传性共济失调患者、2例颅脑损伤后脑瘫患者、1例急性脊髓炎患者、1例多发性硬化患者进行自体神经干细胞移植治疗,观察7例患者移植后临床表现,发现均较移植前有明显改善,患者生活质量提高。一方面证实了自体骨髓间充质源神经干细胞对于神经系统的疾病的治疗作用,另一方面,用脑脊液诱导骨髓间充质干细胞分化为神经干细胞也为骨髓间充质干细胞的分化研究提供一条可行途径。
总之,神经干细胞的发现为中枢神经系统损伤修复和疾病的细胞替代治疗或基因转移治疗带来了新的希望,但干细胞的研究中仍有许多问题亟待解决,如干细胞定向分化的诱导因子及其作用机制、体外操作对干细胞分化特性的影响、移植后干细胞的功能状态及移植后迁移、分化的调控等
[18-21]。由于本研究尚处于研究初期,观察病例数量少,针对疾病也比较有限,故仍需要漫长的道路去去探索研究。