白癜风哪里治疗效果好 http://yyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html每年都会给研究生上一节关于神经损伤(创伤性或退行性)后修复与再生的课,其中主要讲外周和中枢神经系统里的轴突(axon)损伤和再生的过程以及当前的研究进展。轴突再生是在神经元(neuron)损伤后依然存活的前提下进行的。其实许多神经损伤,特别是退行性损伤,都会导致不可逆的神经元死亡。由于神经元是彻底分化的细胞,不能通过去分化然后分裂的形式进行补充,所以成年哺乳动物的中枢神经系统损伤后死去的神经元细胞无法再生,是造成永久性运动,感觉,或认知功能丧失的主要原因之一。一些神经胶质细胞(glialcells),如星型胶质细胞(astrocytes),在损伤后能重新被激活并快速分裂,从数量上得以补充。但是这些新生成的星型胶质细胞往往是疤痕组织的主要成分,对神经损伤后的轴突再生起抑制作用。少突胶质细胞(oligodendrocytes)是轴突髓鞘细胞,其在损伤后一般由其前体细胞(oligodendrocyteprogenitorcells,OPCs)分裂分化得以补充。但是损伤后的神经组织对新髓鞘的形成有一定的抑制作用,所以内源少突胶质细胞不能完全满足新髓鞘的形成。因此,修复损伤的神经系统并恢复功能需要1)补充新的神经元,2)补充新的少突胶质细胞,和3)减少形成疤痕组织的抑制型星型胶质细胞。在神经修复研究领域,一般采用三种方式补偿由于损伤而失去的细胞。第一是移植外源的干细胞并在体内诱导其成为神经元或少突胶质细胞;第二是激活体内原有的神经干细胞并诱导其成为神经元或少突胶质细胞;第三是通过基因重编程转分化体内原有的数量众多的神经胶质细胞成为神经元。移植外源干细胞目前效率较低,尤其是诱导形成神经元需要同时加入多种细胞因子。另外如何精准地控制外源干细胞分化成为特定类型的神经元也是一个难题。绝大多数外源干细胞都更倾向于分化成为胶质细胞。在过去的许多年里,许多实验室尝试了多种的移植外源干细胞方法试图改善脊髓损伤后的功能恢复,但效果甚微。主要原因是这些移植外源干细胞在实验动物脊髓内都分化成非神经元细胞,甚至成为肿瘤细胞。最后起到的主要作用仅仅是填补损伤后流失的组织,对神经再生和功能恢复基本无效。另外移植外源干细胞还有机体免疫排斥的问题需要解决(除非是来源于自身组织细胞的诱导型干细胞,iPSC),所以迄今该方法还面临不少难题。对于体内原有的神经干细胞,现在一般认为在成年哺乳动物的中枢神经系统中还留存一部分神经干细胞,特别是在大脑中。这些干细胞在神经损伤后会被激活,分化成神经元或胶质细胞并参与修复和再生。在脊髓中也存在少量有干细胞特性的细胞,但是与大脑不同,脊髓损伤后在活体动物里基本检测不到新神经元的生成。为什么呢?简单的回答是目前尚不清楚。我们认为其中一个重要原因可能是成年动物中枢神经系统为了保证神经环路形态和功能的稳定性,在整体环境上不支持新神经元(或新环路)的形成,在脊髓中尤其明显。最终结果是无论是外源还是内源干细胞在脊髓内都更倾向于分化成神经胶质细胞。在成年动物脊髓中大概有三类细胞具有分裂能力,特别是在损伤后。第一类是星型胶质细胞(80%)。其在损伤后会加速分裂,但是它们并不能分化成神经元或者其它类型的细胞。第二类是少突胶质细胞前体细胞(5%)。它们的特异性标志基因是NG2(nerve/glialantigen-2),Olig2,和PDGFRa(PDGFreceptoralpha),因此这些细胞也被称为NG2细胞。根据以往的研究,NG2细胞在脊髓损伤后绝大多数分化为少突胶质细胞,一般不会分化为神经元。图1.脊髓室管膜细胞(ependymalcells)Hachemetal.第三类是位于脊髓中央管周围的室管膜细胞(ependymalcells)(5%)。根据其形状和分布位置,这些室管膜细胞也可以分为三个不同的亚类(图1):1)cuboidalependymalcells,2)tanycytes,3)radialependymalcells。它们的特异性标志基因包括Nestin,Sox2/3/9,CD15,和Vimentin等神经干细胞相关基因,同时也表达发育过程中的转录因子FoxJ1。其中Nestin阳性的室管膜细胞数量最多,因此室管膜细胞一般被认为是脊髓内的神经干细胞。当这三类细胞被分离纯化后在体外培养,只有室管膜细胞能形成神经球(neurosphere),一种干细胞特有的现象。在合适的条件下,这些细胞能分化成神经元和不同的神经胶质细胞。但在体内,脊髓损伤后快速增殖的室管膜细胞却不能分化成神经元。几乎所有室管膜细胞会迁移并离开脊髓中央管并分化为星型胶质细胞,成为疤痕组织的主要成分。值得一提的是由室管膜细胞分化而成的星型胶质细胞与原有星型胶质细胞分裂产生的星型胶质细胞不完全一样。这两类星型胶质细胞功能是否不同目前尚不清楚。近期有研究发现并非所有的脊髓星型胶质细胞在损伤后都对神经再生起抑制作用。有的星型胶质细胞和再生的轴突发生紧密接触,表明它们可能促进轴突再生。另一个有趣的发现是当体外培养的具有干细胞特性的室管膜细胞被移植到能促进神经元生成的海马齿状回区域后可以分化为神经元。综上所述,目前大部分证据表明室管膜细胞是成年动物脊髓中存在的内源神经干细胞。但是由于成年动物脊髓组织的整个环境,包括各类细胞,细胞外组织结构和成分,以及内含的各种蛋白因子,对室管膜细胞向神经元分化有较强的抑制作用,它们在体内只能分化成为星型胶质细胞。所以我们认为通过改变脊髓微环境,细胞间相互作用,或直接改变室管膜细胞基因表达,可以促进室管膜细胞在体内分化为神经元并参与脊髓损伤后的功能修复。有关通过基因重编程诱导神经胶质细胞-神经元转分化的研究,请待下期介绍。
寒釭挑尽火重生,竹有清声月自明。
一夜客窗眠不稳,却听山犬吠柴荆。
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