中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (5): 1236-1246.doi: 10.12307/2026.008
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施万细胞促进外周神经再生：回顾与展望
傅振燚，李俊豪，张雅婷，何昀锴，刘俊妤，魏云昊，刘佳鑫
- 昆明理工大学，云南省昆明市 650500
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收稿日期:2024-11-04接受日期:2025-02-06出版日期:2026-02-18发布日期:2025-06-26 -
通讯作者:刘佳鑫，博士，讲师，昆明理工大学，云南省昆明市 650500 -
作者简介:傅振燚，男，2003年生，江苏省连云港市人，汉族，昆明理工大学在读本科。
Schwann cells promote peripheral nerve regeneration: retrospect and prospect
Fu Zhenyi, Li Junhao, Zhang Yating, He Yunkai, Liu Junyu, Wei Yunhao, Liu Jiaxin
- Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan Province, China
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Received:2024-11-04Accepted:2025-02-06Online:2026-02-18Published:2025-06-26 -
Contact:Liu Jiaxin, PhD, Lecturer, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan Province, China -
About author:Fu Zhenyi, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan Province, China
摘要：
文题释义：
施万细胞：是周围神经系统中的主要胶质细胞，对轴突支持和髓鞘形成起到至关重要的作用，确保外周神经之间交流的快速性和准确性。
轴突断裂：是指周围神经中度损伤的一种情况，其特点是周围神经受损后轴突中断或发生严重破坏，损伤的远侧段发生顺行变性，但周围的支持结构尤其是神经内膜仍保持完整，可以引导近端再生轴突沿原来的远端神经内膜管长至终末器官，神经功能可自行恢复。轴突断裂后，神经纤维的远端会发生Wallerian变性，是导致神经纤维退化的病理性过程。
背景：周围神经轴突断裂损伤严重影响患者的身体功能和心理健康。显微外科手术、自体神经移植、异体神经移植、纤维蛋白胶以及导管技术等是目前临床治疗外周神经损伤的主要方法，各自均有优点和不足，但总体治疗效果不尽如人意。尽管施万细胞促进轴突再生在临床上已有成功案例，但使用施万细胞治疗依然面临着诸多挑战，如施万细胞扩增速度慢、免疫排斥反应、移植细胞存活率低等一系列问题。
目的：总结施万细胞促进周围神经轴突断裂再生的作用和机制，以及施万细胞在神经再生治疗过程中存在的困难与挑战。
方法：应用计算机检索PubMed、Medline、万方、维普、中国知网数据库，英文检索词为“Schwann cells，Synaptic Schwann cell，Macrophage，Peripheral nerve axon rupture，Wallerian degeneration，Peripheral nerve axon regeneration，Central nervous system repair”，中文检索词为“施万细胞，施旺细胞，雪旺细胞，许旺细胞，突触型施万细胞，巨噬细胞，周围神经轴突断裂，Wallerian变性，周围神经轴突再生，中枢神经系统修复”，检索时限为各数据库建库至2024年10月，筛选与施万细胞增殖分化、促进周围神经再生、临床应用相关的文献，共纳入95篇文献进行综述。
结果与结论：施万细胞与巨噬细胞、T细胞等其他细胞相互作用，通过Krox20/C-Jun、NRG-1/ErbB、Notch、MAPK、PI3K/Akt/mTOR等信号通路启动再生程序，合成和释放神经生长因子等促进周围神经系统再生。实验证明，施万细胞在周围神经修复中具有巨大的潜力，同时有望成为干预的关键靶点，但仍存在获取和培养困难以及在治疗过程中发生其他疾病等问题。
https://orcid.org/0000-0003-3508-9132 (刘佳鑫)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
中图分类号:
引用本文
傅振燚, 李俊豪, 张雅婷, 何昀锴, 刘俊妤, 魏云昊, 刘佳鑫. 施万细胞促进外周神经再生：回顾与展望[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1236-1246.
Fu Zhenyi, Li Junhao, Zhang Yating, He Yunkai, Liu Junyu, Wei Yunhao, Liu Jiaxin. Schwann cells promote peripheral nerve regeneration: retrospect and prospect[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(5): 1236-1246.
2.1 施万细胞与外周神经损伤研究现状 通过检索相关文献，将施万细胞与外周神经损伤的研究发展进行总结，自1839年Theodor Schwann发现施万细胞之后，神经再生开始得到深入研究，包括施万细胞在神经损伤中吞噬碎片、促进神经再生的机制以及移植治疗等，施万细胞的深入研究为神经治疗提供新的方向，见表2。
2.2 施万细胞的起源和分化 施万细胞的发育过程分为施万细胞前体、不成熟施万细胞、成熟施万细胞3个阶段[15]。施万细胞起源于胚胎发育早期的神经嵴细胞[16]，神经嵴细胞是一种多能干细胞，能够在胚胎发育过程中迁移到不同的部位，分化成多种细胞类型，包括神经内膜成纤维细胞、副交感神经元细胞、黑色素细胞以及施万细胞等。神经嵴干细胞表达FoxD3(Forkhead box D3)和Sox10(SRY-box10)基因[17]，在施万细胞分化成熟过程中至关重要。在胚胎发育过程中，神经嵴细胞从神经管的背侧迁移出来，向周围组织迁移分化成前体施万细胞，在神经胶质生长因子[18]、成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factor，FGF2)[19]、Notch信号转导下分化为未成熟的施万细胞[20]，并表达一些特定的分子标记，如NCAM、p75NTR和GFAP等。未成熟施万细胞通过径向分选过程与直径大于1 μm的轴突结合时才最终分化为成熟的髓鞘施万细胞，而另一部分分化成非髓鞘施万细胞，支持无髓鞘的神经纤维[17-21]，如图3所示。
2.3 施万细胞的功能 施万细胞具有支持和保护神经元的作用[22]，施万细胞包裹着周围神经的轴突，为神经元提供结构上的支持，防止轴突受到外界的物理损伤。施万细胞修复外周神经系统的主要机制：施万细胞通过表达多种细胞因子和趋化因子[23]，如白细胞介素1、肿瘤坏死因子α和单核细胞趋化因子1，启动免
疫反应，募集巨噬细胞向损伤部位迁移、侵入并激活。巨噬细胞清除退化的髓鞘碎片以及促进血管生成和髓鞘分解[24-25]，为轴突再生创造有利环境。
施万细胞分泌营养因子，如胶质细胞源性神经营养因子、脑源性神经营养因子和神经生长因子等。胶质细胞源性神经营养因子能够促进施万细胞的增殖和迁移，从而有助于周围神经的修复和再生[26]。脑源性神经营养因子在海马和皮质中含量最为丰富，与其特异性受体结合后能激活下游多条信号通路，发挥促进神经元生长、发育、分化，轴突和树突生长，调节突触可塑性以及神经损伤后的再生修复等功能[27]。神经生长因子通过与对应的高亲和酪氨酸激酶受体结合并激活下游信号通路，具有维持神经元存活与促进神经生长的作用[28]。在神经完全断裂的情况下，施万细胞的基板围成神经膜管，增生的施万细胞延伸出长的平行突起，排列成束状，在神经膜管内有序排列，形成施万细胞索，即Bungner带，如图4所示。此外施万细胞与成纤维细胞、巨噬细胞和血管内皮细胞一起，形成连接近端和远端神经残端的神经桥，为轴突再生提供物理支持[20]，引导再生的轴突重新支配其原先的效应器[29]。
2.4 周围神经轴突断裂病理生理学机制 周围神经轴突断裂是一种严重的周围神经损伤类型，通常由切割伤、牵拉、压迫等引起。这些外力直接作用于神经，导致轴突的连续性中断，使神经冲动传导无法正常传递，损伤部位以远的神经支配区域出现感觉丧失、运动功能障碍等临床症状[30]。
根据Seddon分类标准将轴突断裂分为3类：神经失用型、轴索断裂型和神经断裂型。①神经失用型，通常由神经的轻微压迫或牵拉引起，主要特点为仅涉及神经纤维的髓鞘损伤，神经轴突和结缔组织(包括神经内膜、神经束膜和神经外膜)保持完整，表现为神经传导减慢或消失。②轴索断裂型，此类损伤中神经轴索发生断裂，但神经
的结缔组织保持完整。一般在损伤后三四天损伤远端会发生Wallerian退行性变，损伤远端的神经传导功能丧失，患者出现感觉和运动功能障碍。③神经断裂型，是Seddon分类中最严重的神经损伤类型，神经轴索和结缔组织完全横断，神经的连续性中断，损伤远端会发生Wallerian退行性变，感觉、运动功能和自主神经功能障碍严重[31]。Sunderland的分类方法在Seddon提出的3种神经损伤类型基础上，进一步细化为5个不同的严重程度等级。第一级损伤和第二级损伤分别与Seddon的神经失用型、轴索断裂型相对应，第三级损伤发生在轴突断裂且内膜部分受损时，定位在Seddon的轴索断裂和神经完全断裂之间。Sunderland将Seddon的神经完全断裂细分为第四级和第五级损伤。在第四级损伤中，除了神经外膜以外，神经的所有结构都已断裂，没有外科手术干预则无法恢复。第五级损伤则涉及到神经的彻底断裂[32]。
Wallerian退行性变是周围神经轴突断裂过程中的关键变化。Wallerian变性是一种由钙离子触发的神经损伤后的变化[33]，包括轴突和髓鞘的断裂，形成大量髓鞘碎片，这些碎片大量积累会破坏神经再生的环境，从而阻碍神经的修复。因此，清除这些髓鞘碎片对于促进神经再生是关键的[29]。施万细胞在损伤后的24 h内变得活跃，细胞核和细胞质增大，分裂速度加快，迅速增殖并激活多种分子的基因表达，释放单核细胞趋化因子1，巨噬细胞穿过高通透性的毛细血管壁到达损伤区域，与施万细胞共同吞噬髓鞘碎片。肥大细胞在损伤后的第1周内数量显著增加，释放组胺和血清素，增加了毛细血管的通透性，从而促进巨噬细胞的迁移[32-34]。此外，施万细胞会迅速激活，沿着未碎裂的远端切割轴突形成收缩的肌动蛋白球，以加速碎片分解[35]。
在上述反应发生同时启动再生程序，合成和释放神经生长因子等促进轴突再生的物质。损伤后的数天内，损伤部位近侧的轴突开始长出芽生支，沿着神经内膜管向远端生长，试图重新连接到原来的靶器官或组织，但轴突再生速度相对较慢，通常每天生长1.0-2.0 mm且需要正确的定向生长[24]，再生过程依赖于神经生长因子的引导，若再生方向错误，可能导致神经功能恢复不完全或出现异常连接。
2.5 施万细胞修复外周神经系统的机制
2.5.1 施万细胞促进外周神经系统再生的过程 神经细胞在出生前从外胚层逐渐迁移到脑组织的特定未成熟部位，增殖分化为成熟的神经细胞，一旦受损就无法再生。与中枢神经系统相比，外周神经系统具有更大的再生潜力，这主要是因为施万细胞具有高度的可塑性[26]。再生过程涉及多种细胞反应与分子反应，如下所示。
轴突与髓鞘的再生过程主要涉及神经桥的形成、Bungner带的形成以及髓鞘的压实。清除碎片后，神经桥是轴突穿过神经间隙的基础。神经发生断裂后，断裂间隙会被纤维蛋白网填充，包含红细胞和巨噬细胞等细胞。施万细胞与成纤维细胞、巨噬细胞和血管内皮细胞共同形成神经桥，连接近端和远端神经残端。近端断端轴突细胞在施万细胞的引导下沿着纤维蛋白网迁移，更多的轴突从近端断端长出，逐渐减少近端与远端轴突细胞的间隙，最终两侧的轴突细胞、施万细胞相遇，形成髓鞘，完成神经的修复。如图5所示。
在神经桥形成的过程中，施万细胞形成Bungner带，为再生的轴突提供生长支架，引导轴突正确地穿过神经桥。再生的轴突沿着Bungner带生长，寻找目标肌肉进行再支配。随着轴突再生，施万细胞再次分化为髓鞘形成细胞，开始形成新的髓鞘。随着髓鞘的形成和轴突的再支配，神经功能逐渐恢复[36]。若没有施万细胞的引导，轴突再生时将会沿着异常的方向生长。在这个过程中，施万细胞不仅提供了物理的路径，还通过分泌神经营养因子和激活局部间充质干细胞来促进轴突的生长和再生[37]。
在修复的晚期，新生的轴突被未成熟的髓鞘包裹，未成熟的髓鞘经压实形成成熟的髓鞘。成熟的髓鞘形成与致密线、髓鞘碱性蛋白以及O-GlcNAcylation、组蛋白脱乙酰酶等密切相关。髓鞘碱性蛋白与髓鞘的压实有关，其位于细胞膜内表面，呈正电荷并具有疏水性，与对侧细胞膜脂质负电荷相互吸引，使施万细胞的两侧细胞膜相互靠近，中间间隔由细胞质填充，构成髓鞘的结构单位——致密线[38]。O-GlcNAcylation
是核蛋白质和胞质中的O连接N-乙酰葡萄糖胺的翻译修饰产物，由 O连接N-乙酰葡萄糖胺转移酶催化，对施万细胞缺失O连接N-乙酰葡萄糖胺转移酶的小鼠进行坐骨神经挤压，会导致神经髓鞘再生缺陷[39]。抑制组蛋白脱乙酰酶在损伤后周围神经髓鞘形成和髓鞘再生中起到重要作用，敲除或者使用组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可以促进髓鞘再生；组蛋白脱乙酰酶3抑制剂可促进施万细胞的功能恢复，增强髓鞘再生[40]。
2.5.2 施万细胞的信号通路
(1) Krox20/C-Jun信号通路：Krox20是调节施万细胞髓鞘形成和分化的关键因子，通过调节与髓鞘相关的多种因子，如SOX2与C-Jun转录因子，抑制这两种因子的表达进而抑制神经再生。而Krox20参与髓鞘蛋白MBP、P0和MPZ的转录[41]，在转录过程中C-Jun和SOX2可以抑制Krox20。在周围神经损伤后，编码Krox20 的基因表达降低，SOX2与C-Jun被激活，启动施万细胞修复损伤神经的功能。C-Jun可以通过促进再生相关基因如Arpc3、Spro1a以及转录因子Atf3的表达来促进轴突生长。C-Jun 还能够直接上调神经营养因子，如胶质细胞源性神经营养因子和Artemin，从而促进轴突延伸和神经再生[42]。C-Jun受p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK)、细胞外信号调节激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)和Jun N末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信号通路的调节[43]。在C-Jun/JNK/MKK信号通路中，JNK是丝裂原活化蛋白激酶激酶7(mitogen-activated protein kinase kinase，MKK7)的专属下游底物，MKK7被激活时上调JNK，进而上调C-Jun。此外，C-Jun/JNK/MKK信号通路中MKK4还可激活p38 MAPK信号通路[44]，见图6，表3。
(2) NRG-1/ErbB信号通路：神经调节蛋白1(Neuregulin-1，NRG-1)及其受体ErbB2和ErbB3在施万细胞的存活、增殖、迁移以及髓鞘的修复和
再生中起重要作用[28]。在周围神经损伤后，轴突NRG-1驱动再生，它与施万细胞的相互作用促进了神经肌肉接头的髓鞘再生和正常的再生神经支配[45]。神经元上的NRG-1配体与施万细胞上的ErbB受体结合来控制髓鞘厚度，从而诱导髓鞘蛋白的表达，使轴突髓鞘化。过量的葡萄糖以糖原的形式储存施万细胞中，当环境中葡萄糖浓度降低或神经元活动增加，糖原分解成乳酸供应轴突能量，而神经元上的NRG-1信号受损时，施万细胞无法有效地为神经元提供能量[46]。该通路还可以上调C-Jun，进而通过Krox20/C-Jun信号通路促进神经再生[43]，见图6，表3。
(3) Notch信号通路：Notch信号通路在施万细胞的发育、成熟以及损伤后的再生过程中发挥作用，其主要是通过影响前体施万细胞的增殖和分化。在周围神经系统中，Notch信号和转录因子Hairy2之间的相互作用对神经嵴细胞的发育十分重要[47]。PIOVESANA等[48]实验表明，槟榔丙炔酯激活M2毒蕈碱受体，可以下调Notch活性，从而间接抑制ErbB2受体表达，进而抑制施万细胞对NRG-1的反应能力。BACE1是一种膜锚定的天冬氨酰蛋白酶，并且还是阿尔茨海默症的β-分泌酶，BACE1缺失可以通过调节Notch分子的膜锚定配体Jagged-1和Delta1，激活Notch信号通路[48]。Notch靶基因Hes1还能通过抑制Mash1间接支持Sox10表达，以促进神经发生[49]。Zeb2控制施万细胞分化的髓鞘生成程序，Zeb2缺失的施万细胞无法在周围神经中生成髓鞘；在神经再生过程中，Zeb2缺失的施万细胞中Krox20阳性率显著减少，且Zeb2能够抑制SOX2表达，但不影响C-Jun。Hey2是 Notch 的Hes相关家族碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)效应子，抑制施万细胞的分化过程，Zeb2通过抑制Hey2驱动施万细胞分化[50]，见图6，表3。
(4) MAPK信号通路：MAPK信号通路包括ERK1/2、p38和JNK分支，对施万细胞的去分化、增殖、迁移和髓鞘形成有影响。在这里介绍ERK1/2与p38分支。
ERK1/2分支：神经损伤导致轴突膜破裂，钙离子迅速从细胞外流入受损的轴突内，激活ERK1/2 MAPK信号通路。钙离子内流激活钙调蛋白依赖的蛋白激酶，激活RAS，进而激活Raf-1，这是ERK1/2 MAPK信号通路的上游激酶。Raf-1激活MEK1/2，进而激活ERK1/2。ERK1/2的激活促使施万细胞从成熟状态去分化为具有增殖能力的修复细胞，在去分化过程中，髓鞘碱性蛋白的表达下调。ERK1/2通过磷酸化和激活转录因子C-Jun，促进施万细胞进入细胞周期并增殖，具有增殖能力的施万细胞产生胶质细胞源性神经营养因子和Artemin等神经营养因子，支持轴突再生和神经元存活[36]，见图6，表3。
为了维持细胞状态的平衡，ERK1/2 MAPK信号通路通过负反馈机制进行自我调节，包括激活磷酸酶如MKPs，以及诱导负反馈调节因子如Spry蛋白和DUSPs的表达[51]，负反馈调节保证了ERK1/2 MAPK信号通路的变化和输出更具有稳定性。
p38分支：在神经损伤后，p38 MAPK通过下游激酶MK2和MSK-1/CREB途径调控Krox20的表达，其中p38α亚型调节Krox20的表达。p38调节转录因子SCIP(suppressed cAMP-inducible protein)和Sox10 (SRY-box10)的表达，但不调节Sox2的表达，Sox10是Krox20的拮抗剂。SCIP调节髓鞘基因的表达，进而调节周围髓鞘的形成[52]，见图6，表3。
(5) 磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号通路：PI3K/Akt/mTOR信号通路在施万细胞的生长、存活、迁移和髓鞘形成中起调控作用。通常该通路的激活始于细胞表面受体(如生长因子受体)的激活，然后激活PI3K，引起磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸[phosphatidylinositol(4,5)bisphosphate，PIP2]转化为磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸(phosphatidylinositol 3-phosphate，PIP3)，PIP3作为第二信使，招募Akt蛋白到细胞膜上并被激活，通过PH结构域与PIP3结合后，由磷脂依赖性激酶1磷酸化激活，磷酸化并抑制磷酸酶和张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog，PTEN)表达，从而增加PIP3的水平，进一步激活PI3K/Akt通路。Akt还通过磷酸化结节性硬化症蛋白2(tuberous sclerosis complex 2，TSC2)，从而抑制TSC1/TSC2复合体，导致mTOR复合体的激活[41]。
mTORC1通过p70S6激酶和真核起始因子4E结合蛋白1等磷酸化其底物，促进蛋白质的合成。mTORC1可以通过磷酸化胰岛素受体底物1来抑制PI3K/Akt通路的进一步激活；MAPK和Wnt/β-catenin通路也可以影响PI3K/Akt/mTOR通路的活性。PTEN将PIP3去磷酸化为PIP2，从而关闭信号，使信号通路终止[53]。神经生长因子与施万细胞的P75NTR结合，激活AMP活化蛋白激酶，进而抑制mTOR，介导施万细胞对髓鞘的清除[29]，见图6，表3[54-55]。
2.6 动物实验和临床应用 施万细胞在外周神经系统中具有巨大修复潜能和促进神经元再生能力[21]。近年来，临床应用施万细胞促进外周神经元再生的治疗方法已经取得了初步成果。这些治疗方法为外周神经系统疾病患者带来了新的希望，也极大地推动了再生医学领域的发展。
施万细胞来源外泌体在促进轴突再生[56]、抗炎和免疫调节、促进血管生成以及分泌营养因子方面均发挥作用[57]。SUN等[58]研究表明，缺氧施万细胞来源外泌体(H-SCs-Exos)比常氧施万细胞来源外泌体(N-SCs-Exos)更能促进周围神经损伤后的神经内血管再生，这是因为含有更多的可以使细胞糖酵解比例上调的miR-21-5p，这为更好地修复周围神经损伤提供了潜在的、有效的治疗靶点。糖尿病周围神经病变与施万细胞密切相关[59]，WANG等[60]实验使用20周龄的2型糖尿病db/db小鼠模型，通过尾静脉注射施万细胞来源外泌体，每2周1次，连续8周，发现施万细胞来源外泌体治疗显著改善了db/db小鼠的周围神经病变症状，包括提高坐骨神经传导速度和热、机械敏感性等，增加糖尿病小鼠表皮神经纤维和坐骨神经的再髓鞘化，施万细胞来源外泌体还逆转了糖尿病引起的miRNA(如miR-21、miR-27a和miR-146a)的减少，以及SEMA6A、RhoA、PTEN和NF-κB的增加。由此可见施万细胞来源外泌体对糖尿病周围神经病变具有治疗效果，可能通过调节miRNA和相关蛋白来实现[61]。而外泌体作为无细胞治疗方法的一部分，避免了直接使用干细胞可能带来如肿瘤形成或免疫排斥反应等风险[62]，见图7①。
臂丛神经损伤和坐骨神经损伤是常见的周围神经损伤类型[63-64]，施万细胞移植有助于这些损伤后的神经和肌肉功能的恢复。此外，施万细胞与其他治疗方法如细胞注射技术、干细胞疗法[65]、细胞封装技术、基因编辑技术以及3D打印生物工程支架技术相结合[66]，可进一步提高治疗效果，模拟和改善受损神经的微环境，促进轴突的定向生长和髓鞘化，见图7②。
施万细胞移植并非在临床实践中没有成功应用的案例，LEVI等[67]和GERSEY等[68]临床研究表明，从腓肠神经活检和创伤的坐骨神经残端中分离出施万细胞，经过纯化和增殖后，将细胞与腓肠神经移植物结合，成功修复了1例 7.5 cm 缺损(病例1：坐骨神经被船螺旋桨损伤完全横断)和1例5 cm缺损(病例2：坐骨神经胫骨部分损伤，腿部枪伤)。病例1术后随访36个月，患者恢复了近端感觉以及运动功能[69]，而病例2术后12个月表现出完整的运动功能和胫骨表面皮肤的部分感觉恢复。另外1例挤压伤患者，同样是坐骨神经断裂，由FDA批准进行了施万细胞自体移植治疗，并进行了超过48个月的随访，也力证了施万细胞在周围神经损伤的临床应用中具有很大的潜力[70]。因此，施万细胞功能的深入研究对于推动神经再生医学的进步和提高患者的生活质量具有重要意义，见图7②。
尽管如此，细胞移植的临床应用仍面临着一些挑战，外周神经系统神经再生的速度每天大约只有1 mm，且这个速度还会受到损伤位置的影响[71]，且随着时间的推移，施万细胞的可塑性会逐渐减弱，外周神经系统的环境也会逐渐变得不利于神经再生。因此，影响施万细胞可塑性因素对于促进神经修复急需深入研究，见图7③。其次，施万细胞的获取通常需要通过神经活检的方式，这是一种侵入性手术，可能会给患者带来额外的风险和不适[72]，并可能导致手术相关的并发症，因此这种侵入性操作限制了施万细胞在临床治疗中的广泛应用，见图7④。此外，即使成功从患者体内获取了施万细胞，这些细胞在体外的扩增能力比较有限[73]，这意味着在实验室中培养足够数量的施万细胞以用于治疗尚有困难，这种有限的扩增能力限制了施万细胞在大量需求时的应用(图7④)，特别是在需要大量细胞以修复严重神经损伤的情况下，在将施万细胞疗法从实验室研究转化为临床应用的过程中，尚未有进行大量的临床试验结果和数据来支持这些治疗方法的安全性和有效性。优化细胞培养和移植技术、监测短期和长期的并发症以及确定最佳的治疗剂量和时间点、免疫排斥反应、提高移植细胞的存活率和存活期限、治疗效果的持久性，可能伴随的不良反应等均为施万细胞治疗外周神经元再生的重大挑战[26]，见图7⑤。因此，未来的研究致力于克服这些障碍，需要更多的跨学科合作交流，更深的多学科交叉融合，整合不同领域的技术和知识，以充分推动施万细胞应用的发展，实现细胞移植技术治疗外周神经系统疾病[74]。
2.7 未来展望 施万细胞促进轴突再生能力强，施万细胞移植技术是周围神经系统修复的基石，而组织工程技术的革新——超临界二氧化碳(scCO2)脱细胞技术为施万细胞的研究和应用提供了新的机遇，其制备的神经移植物在保留细胞外基质成分和促进神经再生方面优于传统的化学脱细胞方法，能够更好地模拟天然神经环境，提高神经再生的效率，有利于施万细胞的迁移、功能的恢复和髓鞘形成[75]，见图7⑥。同时从新生儿和成人的周围神经中分离出施万细胞，或将干细胞诱导为施万细胞的技术日渐成熟，如使用人类牙髓干细胞分化成的施万细胞来构建神经组织[76]，这为细胞自体移植提供了可能性。这两种技术的应用，有望改善周围以及中枢神经系统损伤修复的治疗结果，为患者提供更有效的治疗策略。此外，MAJD等[77]已经开发出一种从人类多能干细胞分化得到施万细胞的高效策略，不仅能够模拟原发性施万细胞的分子特性，还具备形成髓鞘的能力，这无疑增加了施万细胞来源的途径，有望解决施万细胞移植供体细胞不足的难题，见图7⑦。
存在神经肌肉接头中的突触型施万细胞，包裹突触附近的神经末梢和肌肉表面，神经轻微损伤后，受损的神经肌肉接头中的突触型施万细胞增殖形成施万细胞桥[21]，引导新形成的神经到受损的突触进而阻止乙酰胆碱受体簇的丢失并且形成新的乙酰胆碱受体簇[78]。此外，BARIK等[79]实验表明，突触型施万细胞在神经肌肉接头形成前被去除时，乙酰胆碱受体簇的大小和密度均降低，而在神经肌肉接头形成后，去除突触型施万细胞则乙酰胆碱受体簇的大小降低，密度不变，神经肌肉接头碎片化。在神经肌肉接头成熟后杀死突触型施万细胞，神经肌肉接头碎片化，神经肌肉的突触传递过程受损。因此，突触型施万细胞在神经肌肉接头再生和功能维持方面有着重要作用。这一发现为重症肌无力、肌萎缩侧索硬化症等神经肌肉接头疾病治疗提供了新的研究方向，见图7⑧。肿瘤化疗引起的周围神经病变是一种常见的肿瘤治疗不良反应[80]，而施万细胞与疼痛性周围神经病变密切相关，BELLANTONI等[81]发现施万细胞表达的瞬时受体电位锚蛋白1(transient receptor potential ankyrin 1，TRPA1)对斑马鱼幼体的周围神经病变模型具有放大氧化应激，并向相邻神经纤维发出机械异常性疼痛信号以维持类似疼痛的作用，为治疗疼痛性周围神经病变提供了药物设计的靶点，见图7⑨。尽管目前还没有直接的人类临床试验专注于施万细胞移植治疗周围神经病变，但已有的研究表明施万细胞移植在其他类型的周围神经病变治疗中是安全有效的，这为施万细胞在周围神经病变治疗中的应用提供了初步的科学依据。
施万细胞不仅在周围神经系统修复中富有潜力，在中枢神经系统修复能力也不容忽视。中枢神经系统的再生过程比外周神经系统更为困难，其损伤修复不理想一直是临床上的难题。然而，研究发现，施万细胞也是多种中枢神经营养因子的来源，能够提供对轴突生长和存活的营养支持，包括神经生长因子、脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子等神经营养因子[82-83]。脑源性神经营养因子在神经元的保护、修复和再生中起着核心作用[84]，特别是在海马体皮质区域[85]。此外，脑源性神经营养因子可增强神经可塑性[86]，促进突触的形成和强化[87]，睫状神经营养因子能调节神经胶质细胞(如星形胶质细胞和小胶质细胞)的活性，影响它们的免疫功能和对损伤的反应，减少炎症引起的神经损伤[88]。施万细胞还能修复中枢神经系统的脱髓鞘区域，使中枢神经系统再髓鞘化，恢复神经冲动的传导[89]。因此，施万细胞未来可能在中枢神经系统脱髓鞘疾病(如肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症等神经病变)的治疗中发挥重大作用，见图7⑩[90-91]。
综上所述，施万细胞在神经系统中的应用前景广阔，研究涉及神经科学、分子生物学、免疫学等多个领域。目前已经对施万细胞形态变化、表观遗传学机制、转录因子和信号通路等在神经修复中起重要作用的因素进行了研究。然而，如何对这些因素进行激活、激活的时间和强度，以及它们之间的相关性还尚未明确。未来的研究将会关注如何提高细胞体外扩增能力和修复能力，以及如何延长作用时间，以满足临床治疗中轴突再生的长期需求[35]。
2.2 施万细胞的起源和分化 施万细胞的发育过程分为施万细胞前体、不成熟施万细胞、成熟施万细胞3个阶段[15]。施万细胞起源于胚胎发育早期的神经嵴细胞[16]，神经嵴细胞是一种多能干细胞，能够在胚胎发育过程中迁移到不同的部位，分化成多种细胞类型，包括神经内膜成纤维细胞、副交感神经元细胞、黑色素细胞以及施万细胞等。神经嵴干细胞表达FoxD3(Forkhead box D3)和Sox10(SRY-box10)基因[17]，在施万细胞分化成熟过程中至关重要。在胚胎发育过程中，神经嵴细胞从神经管的背侧迁移出来，向周围组织迁移分化成前体施万细胞，在神经胶质生长因子[18]、成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factor，FGF2)[19]、Notch信号转导下分化为未成熟的施万细胞[20]，并表达一些特定的分子标记，如NCAM、p75NTR和GFAP等。未成熟施万细胞通过径向分选过程与直径大于1 μm的轴突结合时才最终分化为成熟的髓鞘施万细胞，而另一部分分化成非髓鞘施万细胞，支持无髓鞘的神经纤维[17-21]，如图3所示。
2.3 施万细胞的功能 施万细胞具有支持和保护神经元的作用[22]，施万细胞包裹着周围神经的轴突，为神经元提供结构上的支持，防止轴突受到外界的物理损伤。施万细胞修复外周神经系统的主要机制：施万细胞通过表达多种细胞因子和趋化因子[23]，如白细胞介素1、肿瘤坏死因子α和单核细胞趋化因子1，启动免
疫反应，募集巨噬细胞向损伤部位迁移、侵入并激活。巨噬细胞清除退化的髓鞘碎片以及促进血管生成和髓鞘分解[24-25]，为轴突再生创造有利环境。
施万细胞分泌营养因子，如胶质细胞源性神经营养因子、脑源性神经营养因子和神经生长因子等。胶质细胞源性神经营养因子能够促进施万细胞的增殖和迁移，从而有助于周围神经的修复和再生[26]。脑源性神经营养因子在海马和皮质中含量最为丰富，与其特异性受体结合后能激活下游多条信号通路，发挥促进神经元生长、发育、分化，轴突和树突生长，调节突触可塑性以及神经损伤后的再生修复等功能[27]。神经生长因子通过与对应的高亲和酪氨酸激酶受体结合并激活下游信号通路，具有维持神经元存活与促进神经生长的作用[28]。在神经完全断裂的情况下，施万细胞的基板围成神经膜管，增生的施万细胞延伸出长的平行突起，排列成束状，在神经膜管内有序排列，形成施万细胞索，即Bungner带，如图4所示。此外施万细胞与成纤维细胞、巨噬细胞和血管内皮细胞一起，形成连接近端和远端神经残端的神经桥，为轴突再生提供物理支持[20]，引导再生的轴突重新支配其原先的效应器[29]。
2.4 周围神经轴突断裂病理生理学机制 周围神经轴突断裂是一种严重的周围神经损伤类型，通常由切割伤、牵拉、压迫等引起。这些外力直接作用于神经，导致轴突的连续性中断，使神经冲动传导无法正常传递，损伤部位以远的神经支配区域出现感觉丧失、运动功能障碍等临床症状[30]。
根据Seddon分类标准将轴突断裂分为3类：神经失用型、轴索断裂型和神经断裂型。①神经失用型，通常由神经的轻微压迫或牵拉引起，主要特点为仅涉及神经纤维的髓鞘损伤，神经轴突和结缔组织(包括神经内膜、神经束膜和神经外膜)保持完整，表现为神经传导减慢或消失。②轴索断裂型，此类损伤中神经轴索发生断裂，但神经
的结缔组织保持完整。一般在损伤后三四天损伤远端会发生Wallerian退行性变，损伤远端的神经传导功能丧失，患者出现感觉和运动功能障碍。③神经断裂型，是Seddon分类中最严重的神经损伤类型，神经轴索和结缔组织完全横断，神经的连续性中断，损伤远端会发生Wallerian退行性变，感觉、运动功能和自主神经功能障碍严重[31]。Sunderland的分类方法在Seddon提出的3种神经损伤类型基础上，进一步细化为5个不同的严重程度等级。第一级损伤和第二级损伤分别与Seddon的神经失用型、轴索断裂型相对应，第三级损伤发生在轴突断裂且内膜部分受损时，定位在Seddon的轴索断裂和神经完全断裂之间。Sunderland将Seddon的神经完全断裂细分为第四级和第五级损伤。在第四级损伤中，除了神经外膜以外，神经的所有结构都已断裂，没有外科手术干预则无法恢复。第五级损伤则涉及到神经的彻底断裂[32]。
Wallerian退行性变是周围神经轴突断裂过程中的关键变化。Wallerian变性是一种由钙离子触发的神经损伤后的变化[33]，包括轴突和髓鞘的断裂，形成大量髓鞘碎片，这些碎片大量积累会破坏神经再生的环境，从而阻碍神经的修复。因此，清除这些髓鞘碎片对于促进神经再生是关键的[29]。施万细胞在损伤后的24 h内变得活跃，细胞核和细胞质增大，分裂速度加快，迅速增殖并激活多种分子的基因表达，释放单核细胞趋化因子1，巨噬细胞穿过高通透性的毛细血管壁到达损伤区域，与施万细胞共同吞噬髓鞘碎片。肥大细胞在损伤后的第1周内数量显著增加，释放组胺和血清素，增加了毛细血管的通透性，从而促进巨噬细胞的迁移[32-34]。此外，施万细胞会迅速激活，沿着未碎裂的远端切割轴突形成收缩的肌动蛋白球，以加速碎片分解[35]。
在上述反应发生同时启动再生程序，合成和释放神经生长因子等促进轴突再生的物质。损伤后的数天内，损伤部位近侧的轴突开始长出芽生支，沿着神经内膜管向远端生长，试图重新连接到原来的靶器官或组织，但轴突再生速度相对较慢，通常每天生长1.0-2.0 mm且需要正确的定向生长[24]，再生过程依赖于神经生长因子的引导，若再生方向错误，可能导致神经功能恢复不完全或出现异常连接。
2.5 施万细胞修复外周神经系统的机制
2.5.1 施万细胞促进外周神经系统再生的过程 神经细胞在出生前从外胚层逐渐迁移到脑组织的特定未成熟部位，增殖分化为成熟的神经细胞，一旦受损就无法再生。与中枢神经系统相比，外周神经系统具有更大的再生潜力，这主要是因为施万细胞具有高度的可塑性[26]。再生过程涉及多种细胞反应与分子反应，如下所示。
轴突与髓鞘的再生过程主要涉及神经桥的形成、Bungner带的形成以及髓鞘的压实。清除碎片后，神经桥是轴突穿过神经间隙的基础。神经发生断裂后，断裂间隙会被纤维蛋白网填充，包含红细胞和巨噬细胞等细胞。施万细胞与成纤维细胞、巨噬细胞和血管内皮细胞共同形成神经桥，连接近端和远端神经残端。近端断端轴突细胞在施万细胞的引导下沿着纤维蛋白网迁移，更多的轴突从近端断端长出，逐渐减少近端与远端轴突细胞的间隙，最终两侧的轴突细胞、施万细胞相遇，形成髓鞘，完成神经的修复。如图5所示。
在神经桥形成的过程中，施万细胞形成Bungner带，为再生的轴突提供生长支架，引导轴突正确地穿过神经桥。再生的轴突沿着Bungner带生长，寻找目标肌肉进行再支配。随着轴突再生，施万细胞再次分化为髓鞘形成细胞，开始形成新的髓鞘。随着髓鞘的形成和轴突的再支配，神经功能逐渐恢复[36]。若没有施万细胞的引导，轴突再生时将会沿着异常的方向生长。在这个过程中，施万细胞不仅提供了物理的路径，还通过分泌神经营养因子和激活局部间充质干细胞来促进轴突的生长和再生[37]。
在修复的晚期，新生的轴突被未成熟的髓鞘包裹，未成熟的髓鞘经压实形成成熟的髓鞘。成熟的髓鞘形成与致密线、髓鞘碱性蛋白以及O-GlcNAcylation、组蛋白脱乙酰酶等密切相关。髓鞘碱性蛋白与髓鞘的压实有关，其位于细胞膜内表面，呈正电荷并具有疏水性，与对侧细胞膜脂质负电荷相互吸引，使施万细胞的两侧细胞膜相互靠近，中间间隔由细胞质填充，构成髓鞘的结构单位——致密线[38]。O-GlcNAcylation
是核蛋白质和胞质中的O连接N-乙酰葡萄糖胺的翻译修饰产物，由 O连接N-乙酰葡萄糖胺转移酶催化，对施万细胞缺失O连接N-乙酰葡萄糖胺转移酶的小鼠进行坐骨神经挤压，会导致神经髓鞘再生缺陷[39]。抑制组蛋白脱乙酰酶在损伤后周围神经髓鞘形成和髓鞘再生中起到重要作用，敲除或者使用组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可以促进髓鞘再生；组蛋白脱乙酰酶3抑制剂可促进施万细胞的功能恢复，增强髓鞘再生[40]。
2.5.2 施万细胞的信号通路
(1) Krox20/C-Jun信号通路：Krox20是调节施万细胞髓鞘形成和分化的关键因子，通过调节与髓鞘相关的多种因子，如SOX2与C-Jun转录因子，抑制这两种因子的表达进而抑制神经再生。而Krox20参与髓鞘蛋白MBP、P0和MPZ的转录[41]，在转录过程中C-Jun和SOX2可以抑制Krox20。在周围神经损伤后，编码Krox20 的基因表达降低，SOX2与C-Jun被激活，启动施万细胞修复损伤神经的功能。C-Jun可以通过促进再生相关基因如Arpc3、Spro1a以及转录因子Atf3的表达来促进轴突生长。C-Jun 还能够直接上调神经营养因子，如胶质细胞源性神经营养因子和Artemin，从而促进轴突延伸和神经再生[42]。C-Jun受p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK)、细胞外信号调节激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)和Jun N末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信号通路的调节[43]。在C-Jun/JNK/MKK信号通路中，JNK是丝裂原活化蛋白激酶激酶7(mitogen-activated protein kinase kinase，MKK7)的专属下游底物，MKK7被激活时上调JNK，进而上调C-Jun。此外，C-Jun/JNK/MKK信号通路中MKK4还可激活p38 MAPK信号通路[44]，见图6，表3。
(2) NRG-1/ErbB信号通路：神经调节蛋白1(Neuregulin-1，NRG-1)及其受体ErbB2和ErbB3在施万细胞的存活、增殖、迁移以及髓鞘的修复和
再生中起重要作用[28]。在周围神经损伤后，轴突NRG-1驱动再生，它与施万细胞的相互作用促进了神经肌肉接头的髓鞘再生和正常的再生神经支配[45]。神经元上的NRG-1配体与施万细胞上的ErbB受体结合来控制髓鞘厚度，从而诱导髓鞘蛋白的表达，使轴突髓鞘化。过量的葡萄糖以糖原的形式储存施万细胞中，当环境中葡萄糖浓度降低或神经元活动增加，糖原分解成乳酸供应轴突能量，而神经元上的NRG-1信号受损时，施万细胞无法有效地为神经元提供能量[46]。该通路还可以上调C-Jun，进而通过Krox20/C-Jun信号通路促进神经再生[43]，见图6，表3。
(3) Notch信号通路：Notch信号通路在施万细胞的发育、成熟以及损伤后的再生过程中发挥作用，其主要是通过影响前体施万细胞的增殖和分化。在周围神经系统中，Notch信号和转录因子Hairy2之间的相互作用对神经嵴细胞的发育十分重要[47]。PIOVESANA等[48]实验表明，槟榔丙炔酯激活M2毒蕈碱受体，可以下调Notch活性，从而间接抑制ErbB2受体表达，进而抑制施万细胞对NRG-1的反应能力。BACE1是一种膜锚定的天冬氨酰蛋白酶，并且还是阿尔茨海默症的β-分泌酶，BACE1缺失可以通过调节Notch分子的膜锚定配体Jagged-1和Delta1，激活Notch信号通路[48]。Notch靶基因Hes1还能通过抑制Mash1间接支持Sox10表达，以促进神经发生[49]。Zeb2控制施万细胞分化的髓鞘生成程序，Zeb2缺失的施万细胞无法在周围神经中生成髓鞘；在神经再生过程中，Zeb2缺失的施万细胞中Krox20阳性率显著减少，且Zeb2能够抑制SOX2表达，但不影响C-Jun。Hey2是 Notch 的Hes相关家族碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)效应子，抑制施万细胞的分化过程，Zeb2通过抑制Hey2驱动施万细胞分化[50]，见图6，表3。
(4) MAPK信号通路：MAPK信号通路包括ERK1/2、p38和JNK分支，对施万细胞的去分化、增殖、迁移和髓鞘形成有影响。在这里介绍ERK1/2与p38分支。
ERK1/2分支：神经损伤导致轴突膜破裂，钙离子迅速从细胞外流入受损的轴突内，激活ERK1/2 MAPK信号通路。钙离子内流激活钙调蛋白依赖的蛋白激酶，激活RAS，进而激活Raf-1，这是ERK1/2 MAPK信号通路的上游激酶。Raf-1激活MEK1/2，进而激活ERK1/2。ERK1/2的激活促使施万细胞从成熟状态去分化为具有增殖能力的修复细胞，在去分化过程中，髓鞘碱性蛋白的表达下调。ERK1/2通过磷酸化和激活转录因子C-Jun，促进施万细胞进入细胞周期并增殖，具有增殖能力的施万细胞产生胶质细胞源性神经营养因子和Artemin等神经营养因子，支持轴突再生和神经元存活[36]，见图6，表3。
为了维持细胞状态的平衡，ERK1/2 MAPK信号通路通过负反馈机制进行自我调节，包括激活磷酸酶如MKPs，以及诱导负反馈调节因子如Spry蛋白和DUSPs的表达[51]，负反馈调节保证了ERK1/2 MAPK信号通路的变化和输出更具有稳定性。
p38分支：在神经损伤后，p38 MAPK通过下游激酶MK2和MSK-1/CREB途径调控Krox20的表达，其中p38α亚型调节Krox20的表达。p38调节转录因子SCIP(suppressed cAMP-inducible protein)和Sox10 (SRY-box10)的表达，但不调节Sox2的表达，Sox10是Krox20的拮抗剂。SCIP调节髓鞘基因的表达，进而调节周围髓鞘的形成[52]，见图6，表3。
(5) 磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号通路：PI3K/Akt/mTOR信号通路在施万细胞的生长、存活、迁移和髓鞘形成中起调控作用。通常该通路的激活始于细胞表面受体(如生长因子受体)的激活，然后激活PI3K，引起磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸[phosphatidylinositol(4,5)bisphosphate，PIP2]转化为磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸(phosphatidylinositol 3-phosphate，PIP3)，PIP3作为第二信使，招募Akt蛋白到细胞膜上并被激活，通过PH结构域与PIP3结合后，由磷脂依赖性激酶1磷酸化激活，磷酸化并抑制磷酸酶和张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog，PTEN)表达，从而增加PIP3的水平，进一步激活PI3K/Akt通路。Akt还通过磷酸化结节性硬化症蛋白2(tuberous sclerosis complex 2，TSC2)，从而抑制TSC1/TSC2复合体，导致mTOR复合体的激活[41]。
mTORC1通过p70S6激酶和真核起始因子4E结合蛋白1等磷酸化其底物，促进蛋白质的合成。mTORC1可以通过磷酸化胰岛素受体底物1来抑制PI3K/Akt通路的进一步激活；MAPK和Wnt/β-catenin通路也可以影响PI3K/Akt/mTOR通路的活性。PTEN将PIP3去磷酸化为PIP2，从而关闭信号，使信号通路终止[53]。神经生长因子与施万细胞的P75NTR结合，激活AMP活化蛋白激酶，进而抑制mTOR，介导施万细胞对髓鞘的清除[29]，见图6，表3[54-55]。
2.6 动物实验和临床应用 施万细胞在外周神经系统中具有巨大修复潜能和促进神经元再生能力[21]。近年来，临床应用施万细胞促进外周神经元再生的治疗方法已经取得了初步成果。这些治疗方法为外周神经系统疾病患者带来了新的希望，也极大地推动了再生医学领域的发展。
施万细胞来源外泌体在促进轴突再生[56]、抗炎和免疫调节、促进血管生成以及分泌营养因子方面均发挥作用[57]。SUN等[58]研究表明，缺氧施万细胞来源外泌体(H-SCs-Exos)比常氧施万细胞来源外泌体(N-SCs-Exos)更能促进周围神经损伤后的神经内血管再生，这是因为含有更多的可以使细胞糖酵解比例上调的miR-21-5p，这为更好地修复周围神经损伤提供了潜在的、有效的治疗靶点。糖尿病周围神经病变与施万细胞密切相关[59]，WANG等[60]实验使用20周龄的2型糖尿病db/db小鼠模型，通过尾静脉注射施万细胞来源外泌体，每2周1次，连续8周，发现施万细胞来源外泌体治疗显著改善了db/db小鼠的周围神经病变症状，包括提高坐骨神经传导速度和热、机械敏感性等，增加糖尿病小鼠表皮神经纤维和坐骨神经的再髓鞘化，施万细胞来源外泌体还逆转了糖尿病引起的miRNA(如miR-21、miR-27a和miR-146a)的减少，以及SEMA6A、RhoA、PTEN和NF-κB的增加。由此可见施万细胞来源外泌体对糖尿病周围神经病变具有治疗效果，可能通过调节miRNA和相关蛋白来实现[61]。而外泌体作为无细胞治疗方法的一部分，避免了直接使用干细胞可能带来如肿瘤形成或免疫排斥反应等风险[62]，见图7①。
臂丛神经损伤和坐骨神经损伤是常见的周围神经损伤类型[63-64]，施万细胞移植有助于这些损伤后的神经和肌肉功能的恢复。此外，施万细胞与其他治疗方法如细胞注射技术、干细胞疗法[65]、细胞封装技术、基因编辑技术以及3D打印生物工程支架技术相结合[66]，可进一步提高治疗效果，模拟和改善受损神经的微环境，促进轴突的定向生长和髓鞘化，见图7②。
施万细胞移植并非在临床实践中没有成功应用的案例，LEVI等[67]和GERSEY等[68]临床研究表明，从腓肠神经活检和创伤的坐骨神经残端中分离出施万细胞，经过纯化和增殖后，将细胞与腓肠神经移植物结合，成功修复了1例 7.5 cm 缺损(病例1：坐骨神经被船螺旋桨损伤完全横断)和1例5 cm缺损(病例2：坐骨神经胫骨部分损伤，腿部枪伤)。病例1术后随访36个月，患者恢复了近端感觉以及运动功能[69]，而病例2术后12个月表现出完整的运动功能和胫骨表面皮肤的部分感觉恢复。另外1例挤压伤患者，同样是坐骨神经断裂，由FDA批准进行了施万细胞自体移植治疗，并进行了超过48个月的随访，也力证了施万细胞在周围神经损伤的临床应用中具有很大的潜力[70]。因此，施万细胞功能的深入研究对于推动神经再生医学的进步和提高患者的生活质量具有重要意义，见图7②。
尽管如此，细胞移植的临床应用仍面临着一些挑战，外周神经系统神经再生的速度每天大约只有1 mm，且这个速度还会受到损伤位置的影响[71]，且随着时间的推移，施万细胞的可塑性会逐渐减弱，外周神经系统的环境也会逐渐变得不利于神经再生。因此，影响施万细胞可塑性因素对于促进神经修复急需深入研究，见图7③。其次，施万细胞的获取通常需要通过神经活检的方式，这是一种侵入性手术，可能会给患者带来额外的风险和不适[72]，并可能导致手术相关的并发症，因此这种侵入性操作限制了施万细胞在临床治疗中的广泛应用，见图7④。此外，即使成功从患者体内获取了施万细胞，这些细胞在体外的扩增能力比较有限[73]，这意味着在实验室中培养足够数量的施万细胞以用于治疗尚有困难，这种有限的扩增能力限制了施万细胞在大量需求时的应用(图7④)，特别是在需要大量细胞以修复严重神经损伤的情况下，在将施万细胞疗法从实验室研究转化为临床应用的过程中，尚未有进行大量的临床试验结果和数据来支持这些治疗方法的安全性和有效性。优化细胞培养和移植技术、监测短期和长期的并发症以及确定最佳的治疗剂量和时间点、免疫排斥反应、提高移植细胞的存活率和存活期限、治疗效果的持久性，可能伴随的不良反应等均为施万细胞治疗外周神经元再生的重大挑战[26]，见图7⑤。因此，未来的研究致力于克服这些障碍，需要更多的跨学科合作交流，更深的多学科交叉融合，整合不同领域的技术和知识，以充分推动施万细胞应用的发展，实现细胞移植技术治疗外周神经系统疾病[74]。
2.7 未来展望 施万细胞促进轴突再生能力强，施万细胞移植技术是周围神经系统修复的基石，而组织工程技术的革新——超临界二氧化碳(scCO2)脱细胞技术为施万细胞的研究和应用提供了新的机遇，其制备的神经移植物在保留细胞外基质成分和促进神经再生方面优于传统的化学脱细胞方法，能够更好地模拟天然神经环境，提高神经再生的效率，有利于施万细胞的迁移、功能的恢复和髓鞘形成[75]，见图7⑥。同时从新生儿和成人的周围神经中分离出施万细胞，或将干细胞诱导为施万细胞的技术日渐成熟，如使用人类牙髓干细胞分化成的施万细胞来构建神经组织[76]，这为细胞自体移植提供了可能性。这两种技术的应用，有望改善周围以及中枢神经系统损伤修复的治疗结果，为患者提供更有效的治疗策略。此外，MAJD等[77]已经开发出一种从人类多能干细胞分化得到施万细胞的高效策略，不仅能够模拟原发性施万细胞的分子特性，还具备形成髓鞘的能力，这无疑增加了施万细胞来源的途径，有望解决施万细胞移植供体细胞不足的难题，见图7⑦。
存在神经肌肉接头中的突触型施万细胞，包裹突触附近的神经末梢和肌肉表面，神经轻微损伤后，受损的神经肌肉接头中的突触型施万细胞增殖形成施万细胞桥[21]，引导新形成的神经到受损的突触进而阻止乙酰胆碱受体簇的丢失并且形成新的乙酰胆碱受体簇[78]。此外，BARIK等[79]实验表明，突触型施万细胞在神经肌肉接头形成前被去除时，乙酰胆碱受体簇的大小和密度均降低，而在神经肌肉接头形成后，去除突触型施万细胞则乙酰胆碱受体簇的大小降低，密度不变，神经肌肉接头碎片化。在神经肌肉接头成熟后杀死突触型施万细胞，神经肌肉接头碎片化，神经肌肉的突触传递过程受损。因此，突触型施万细胞在神经肌肉接头再生和功能维持方面有着重要作用。这一发现为重症肌无力、肌萎缩侧索硬化症等神经肌肉接头疾病治疗提供了新的研究方向，见图7⑧。肿瘤化疗引起的周围神经病变是一种常见的肿瘤治疗不良反应[80]，而施万细胞与疼痛性周围神经病变密切相关，BELLANTONI等[81]发现施万细胞表达的瞬时受体电位锚蛋白1(transient receptor potential ankyrin 1，TRPA1)对斑马鱼幼体的周围神经病变模型具有放大氧化应激，并向相邻神经纤维发出机械异常性疼痛信号以维持类似疼痛的作用，为治疗疼痛性周围神经病变提供了药物设计的靶点，见图7⑨。尽管目前还没有直接的人类临床试验专注于施万细胞移植治疗周围神经病变，但已有的研究表明施万细胞移植在其他类型的周围神经病变治疗中是安全有效的，这为施万细胞在周围神经病变治疗中的应用提供了初步的科学依据。
施万细胞不仅在周围神经系统修复中富有潜力，在中枢神经系统修复能力也不容忽视。中枢神经系统的再生过程比外周神经系统更为困难，其损伤修复不理想一直是临床上的难题。然而，研究发现，施万细胞也是多种中枢神经营养因子的来源，能够提供对轴突生长和存活的营养支持，包括神经生长因子、脑源性神经营养因子和睫状神经营养因子等神经营养因子[82-83]。脑源性神经营养因子在神经元的保护、修复和再生中起着核心作用[84]，特别是在海马体皮质区域[85]。此外，脑源性神经营养因子可增强神经可塑性[86]，促进突触的形成和强化[87]，睫状神经营养因子能调节神经胶质细胞(如星形胶质细胞和小胶质细胞)的活性，影响它们的免疫功能和对损伤的反应，减少炎症引起的神经损伤[88]。施万细胞还能修复中枢神经系统的脱髓鞘区域，使中枢神经系统再髓鞘化，恢复神经冲动的传导[89]。因此，施万细胞未来可能在中枢神经系统脱髓鞘疾病(如肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症等神经病变)的治疗中发挥重大作用，见图7⑩[90-91]。
综上所述，施万细胞在神经系统中的应用前景广阔，研究涉及神经科学、分子生物学、免疫学等多个领域。目前已经对施万细胞形态变化、表观遗传学机制、转录因子和信号通路等在神经修复中起重要作用的因素进行了研究。然而，如何对这些因素进行激活、激活的时间和强度，以及它们之间的相关性还尚未明确。未来的研究将会关注如何提高细胞体外扩增能力和修复能力，以及如何延长作用时间，以满足临床治疗中轴突再生的长期需求[35]。
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周围神经轴突断裂是一种严重的损伤疾病，它不仅会导致运动功能障碍，如肌肉无力和瘫痪，还会导致肌肉失用性萎缩，使患者失去对疼痛、温度和触觉的感知，从而容易受到意外伤害。此外，自主神经也无法避免损伤，影响心率、血压和消化等生理功能，严重时甚至死亡。慢性疼痛也是这类疾病常见的并发症，严重影响患者的睡眠质量和心理健康[1]。周围神经轴突断裂可能由创伤、医疗操作[2]、某些疾病(如糖尿病性神经病变或一些自身免疫性疾病等)并发症或遗传因素所引起[3-4]。针对创伤而言，美国科学家统计2010-2015年因上肢和/或下肢创伤而到急诊科就诊的18-64岁患者，共统计27 750人次，发现上肢周围神经损伤发病率明显高于下肢神经损伤，并且上肢正中神经损伤发病率最高，严重影响手的精细动作，劳动能力显著下降，生活质量降低[5]。随着人口老龄化和糖尿病等代谢性疾病的流行，预计周围神经轴突断裂的发病率将进一步上升。对于外周神经损伤的治疗，目前临床上运用最多的治疗方式是显微外科手术[6]、自体神经移植[7-8]、异体神经移植(包括同种异体移植和异种异体移植) [9-10]、纤维蛋白胶以及导管技术(包括天然材料、不可降解材料和可降解生物材料)，它们各自具有不同的优点和适应证，但每种治疗方法都有局限性和瓶颈问题(表1)，总体来说，治疗效果并不尽人意[11-14]。
施万细胞释放趋化因子招募巨噬细胞协同吞噬髓鞘碎片，参与形成
Bungner带，分泌各种神经营养因子，为神经再生提供物理和营养支持，并且施万细胞移植治疗可减少免疫排斥、供体神经获取困难、手术伤口张力大、瘢痕组织形成等问题，对周围神经轴突断裂再生有着显著促进作用。该综述旨在概述施万细胞的起源与分化过程以及促进周围神经轴突断裂再生的作用和机制，并阐述施万细胞在神经再生治疗过程中存在的困难与挑战。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
施万细胞释放趋化因子招募巨噬细胞协同吞噬髓鞘碎片，参与形成
Bungner带，分泌各种神经营养因子，为神经再生提供物理和营养支持，并且施万细胞移植治疗可减少免疫排斥、供体神经获取困难、手术伤口张力大、瘢痕组织形成等问题，对周围神经轴突断裂再生有着显著促进作用。该综述旨在概述施万细胞的起源与分化过程以及促进周围神经轴突断裂再生的作用和机制，并阐述施万细胞在神经再生治疗过程中存在的困难与挑战。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
1 资料和方法 Data and methods
1.1 资料来源
1.1.1 检索人及检索时间 第一、二、三作者在2024年10月进行检索。
1.1.2 检索文献时限 各数据库建库至2024年10月。
1.1.3 检索数据库 中文数据库：维普、中国知网、万方；英文数据库：PubMed、Medline。
1.1.4 检索词 中文检索词为“施万细胞，施旺细胞，雪旺细胞，许旺细胞，突触型施万细胞，巨噬细胞，周围神经轴突断裂，Wallerian变性，周围神经轴突再生，中枢神经系统修复”。英文检索词为“Schwann cells，Synaptic Schwann cell，Macrophage，Peripheral nerve axon rupture，Wallerian degeneration，Peripheral nerve axon regeneration，Central nervous system repair”。
1.1.5 检索文献类型 研究论著、综述等。
1.1.6 检索策略 以PubMed数据库为例，检索策略见图1。
1.1.7 检索文献量 中文文献110篇，英文文献286篇，共396篇。
1.4 数据的提取和文献质量评估 确定并输入关键词，通过计算机在中国知网、PubMed等数据库检索396篇高度相关文献，经过人工精读去除重复文献以及影响因子较低文献，优先选择近5年新文献，最终共纳入95篇进行综述，具体检索流程如图2
所示。
1.1 资料来源
1.1.1 检索人及检索时间 第一、二、三作者在2024年10月进行检索。
1.1.2 检索文献时限 各数据库建库至2024年10月。
1.1.3 检索数据库 中文数据库：维普、中国知网、万方；英文数据库：PubMed、Medline。
1.1.4 检索词 中文检索词为“施万细胞，施旺细胞，雪旺细胞，许旺细胞，突触型施万细胞，巨噬细胞，周围神经轴突断裂，Wallerian变性，周围神经轴突再生，中枢神经系统修复”。英文检索词为“Schwann cells，Synaptic Schwann cell，Macrophage，Peripheral nerve axon rupture，Wallerian degeneration，Peripheral nerve axon regeneration，Central nervous system repair”。
1.1.5 检索文献类型 研究论著、综述等。
1.1.6 检索策略 以PubMed数据库为例，检索策略见图1。
1.1.7 检索文献量 中文文献110篇，英文文献286篇，共396篇。
1.2 纳入标准 ①有关施万细胞功能方面的文献；②有关外周神经修复方面的文献；③在发表于2024年之前
的文献中优先纳入近5年发表的文献；④优先采用影响因子较高的文献。
1.3 排除标准 ①研究内容不相关的文献；②内容重复的文献；③年代久远且观点陈旧、质量较差的文献。1.4 数据的提取和文献质量评估 确定并输入关键词，通过计算机在中国知网、PubMed等数据库检索396篇高度相关文献，经过人工精读去除重复文献以及影响因子较低文献，优先选择近5年新文献，最终共纳入95篇进行综述，具体检索流程如图2
所示。
3 结论 Conclusions
3.1 既往该领域研究的贡献和存在的问题 施万细胞在人体神经系统的存在形式多样，表达不同的分子特性，具有不同的生物学功能。目前施万细胞在神经损伤断裂修复过程中的作用日渐成熟，单细胞转录组技术的发展揭示了施万细胞在外周神经系统发育中的分子特征和成熟神经的细胞组成，这有助于进一步理解施万细胞功能的多样性及在外周神经系统中的细胞内相互作用[92]。然而，施万细胞移植治疗存在着诸多问题。
在中枢神经系统和外周神经系统的再生方面，施万细胞移植能够克服障碍，并将抑制性微环境逆转为允许的生态位[26]。由于施万细胞的获取和培养方面存在尚未攻破的瓶颈问题，获得具有安全性、均质性、非免疫原性、功能稳定性的细胞是较为困难的。胚胎干细胞、诱导多能干细胞和基因修饰细胞由于伦理、技术和监管限制，仍然是有争议的，脱离了临床实际应用。
在临床治疗中，供体细胞的获取和将其植入患者体内的时间窗口非常关键。神经断裂后，为了保护患者免受慢性失神经、继发性损伤和并发症的影响，最小化这个时间间隔至关重要。治疗的延迟往往会导致肌肉的进行性退化和功能障碍。实现高效的一步分化，避免中间细胞阶段和广泛的细胞筛选，是临床转化的关键。
施万细胞治疗是把双刃剑，尽管施万细胞对外周神经损伤具有广阔的应用前景，施万细胞功能异常也导致了许多疾病的发生，如腓骨肌萎缩症是因施万细胞功能异常而导致的由小腿逐渐往四肢发展的周围神经疾病，患者的神经运动和感觉功能都出现不同能力的丧失、肌肉萎缩、手足畸变等[93]，其中CMT1A型和CMT1B型是两种与施万细胞相关的遗传性疾病。CMT1A型是由于施万细胞中与髓鞘形成相关的PMP22基因发生重复或点突变引起的[94]，而CMT1B型则是由于施万细胞中的髓鞘蛋白基因发生突变所导致[95]。此外，神经纤维瘤与施万细胞之间也存在联系，特别是与施万细胞中的两种抑癌基因SMARCB1和LZTR1的突变有关[87]。因此，在进行施万细胞移植治疗时，需要特别注意这些基因突变可能引起的其他疾病风险。
3.2 该综述区别于他人他篇的特点 与国内外其他同类型综述相比，此文章将目前的周围神经损伤治疗方法进行横向比较，突出各自的优点与不足。从施万细胞的起源与分化开始，介绍神经断裂损伤后的病理生理过程，以及损伤后修复再生的经典信号通路，系统地阐释施万细胞在神经损伤和修复过程中的作用。基于上述的病理生理机制，说明了施万细胞目前的临床运用和新的实验进展以及治疗中存在的问题与挑战。
3.3 该综述的局限性 由于周围神经再生过程的复杂性，各种细胞在再生过程中具有不同作用，各细胞之间如何相互联系在这篇综述中未进行讨论，例如，T细胞与施万细胞如何相互作用的具体机制仍在争议。因为检索不全和篇幅有限，突触型施万细胞对于神经肌肉接头损伤与再生的详细病理生理过程未作详细阐述。
3.4 综述的重要意义 周围神经损伤断裂是一种常见疾病，对患者的生活能力、心理健康产生巨大影响。如何治疗神经断裂也是医学界的一大难题，施万细胞移植治疗虽然尚未成熟应用，但它在再生过程中的重要作用值得深入研究。此综述系统地阐述了施万细胞在损伤和修复过程中的作用机制以及治疗过程中亟需解决的问题与挑战，为日后施万细胞治疗神经断裂奠定基础。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
3.1 既往该领域研究的贡献和存在的问题 施万细胞在人体神经系统的存在形式多样，表达不同的分子特性，具有不同的生物学功能。目前施万细胞在神经损伤断裂修复过程中的作用日渐成熟，单细胞转录组技术的发展揭示了施万细胞在外周神经系统发育中的分子特征和成熟神经的细胞组成，这有助于进一步理解施万细胞功能的多样性及在外周神经系统中的细胞内相互作用[92]。然而，施万细胞移植治疗存在着诸多问题。
在中枢神经系统和外周神经系统的再生方面，施万细胞移植能够克服障碍，并将抑制性微环境逆转为允许的生态位[26]。由于施万细胞的获取和培养方面存在尚未攻破的瓶颈问题，获得具有安全性、均质性、非免疫原性、功能稳定性的细胞是较为困难的。胚胎干细胞、诱导多能干细胞和基因修饰细胞由于伦理、技术和监管限制，仍然是有争议的，脱离了临床实际应用。
在临床治疗中，供体细胞的获取和将其植入患者体内的时间窗口非常关键。神经断裂后，为了保护患者免受慢性失神经、继发性损伤和并发症的影响，最小化这个时间间隔至关重要。治疗的延迟往往会导致肌肉的进行性退化和功能障碍。实现高效的一步分化，避免中间细胞阶段和广泛的细胞筛选，是临床转化的关键。
施万细胞治疗是把双刃剑，尽管施万细胞对外周神经损伤具有广阔的应用前景，施万细胞功能异常也导致了许多疾病的发生，如腓骨肌萎缩症是因施万细胞功能异常而导致的由小腿逐渐往四肢发展的周围神经疾病，患者的神经运动和感觉功能都出现不同能力的丧失、肌肉萎缩、手足畸变等[93]，其中CMT1A型和CMT1B型是两种与施万细胞相关的遗传性疾病。CMT1A型是由于施万细胞中与髓鞘形成相关的PMP22基因发生重复或点突变引起的[94]，而CMT1B型则是由于施万细胞中的髓鞘蛋白基因发生突变所导致[95]。此外，神经纤维瘤与施万细胞之间也存在联系，特别是与施万细胞中的两种抑癌基因SMARCB1和LZTR1的突变有关[87]。因此，在进行施万细胞移植治疗时，需要特别注意这些基因突变可能引起的其他疾病风险。
3.2 该综述区别于他人他篇的特点 与国内外其他同类型综述相比，此文章将目前的周围神经损伤治疗方法进行横向比较，突出各自的优点与不足。从施万细胞的起源与分化开始，介绍神经断裂损伤后的病理生理过程，以及损伤后修复再生的经典信号通路，系统地阐释施万细胞在神经损伤和修复过程中的作用。基于上述的病理生理机制，说明了施万细胞目前的临床运用和新的实验进展以及治疗中存在的问题与挑战。
3.3 该综述的局限性 由于周围神经再生过程的复杂性，各种细胞在再生过程中具有不同作用，各细胞之间如何相互联系在这篇综述中未进行讨论，例如，T细胞与施万细胞如何相互作用的具体机制仍在争议。因为检索不全和篇幅有限，突触型施万细胞对于神经肌肉接头损伤与再生的详细病理生理过程未作详细阐述。
3.4 综述的重要意义 周围神经损伤断裂是一种常见疾病，对患者的生活能力、心理健康产生巨大影响。如何治疗神经断裂也是医学界的一大难题，施万细胞移植治疗虽然尚未成熟应用，但它在再生过程中的重要作用值得深入研究。此综述系统地阐述了施万细胞在损伤和修复过程中的作用机制以及治疗过程中亟需解决的问题与挑战，为日后施万细胞治疗神经断裂奠定基础。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
外周神经再生领域的研究近段时间逐渐变得活跃且快速发展，全球神经科学家对此持续关注。近年来，寻求外周神经断裂治疗方法的研究势头显著增强，这也导致该领域出版的文章和数据数量的大幅增加。这样的现象突显了外周神经恢复的重要性以及开发创新策略以解决神经损伤的迫切需求。在此之前已经有各种各样的研究方向。此外，突触型施万细胞在神经肌肉疾病中的作用也值得深入研究。本文将从细胞水平出发研究施万细胞促进外周神经再生的方式。#br#
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程#br#
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