干细胞治神经
干细胞治神经——将医学带向新时代
神经系统疾病是严重影响人类生存和健康的一类疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病、脑卒中、脊髓损伤等。传统治疗方式往往只能缓解症状,而干细胞治疗在近年来得到了长足的发展。干细胞具有自我复制和分化为各种类型细胞的潜能,因此被广泛地应用于神经组织工程。通过干细胞移植、干细胞培育与诱导分化等技术,使神经组织再生得以实现,为神经系统疾病治疗带来了新的希望。
一、干细胞的分类和特性
干细胞是指具有自我复制和能够分化成多种不同类型细胞的细胞。根据其分化潜能的大小不同,可分为全能干细胞(embryonic stem cell,ES)和多潜能干细胞(multipotent stem cell)。全能干细胞来源于胚胎早期内细胞团(inner cell mass),可以分化成人类体内任何类型的细胞,如神经元、心肌细胞、骨胶原等。多潜能干细胞又称成体干细胞(adult stem cell),存在于成体器官中,如骨髓造血干细胞、神经干细胞等,只能分化成与所处组织相关的少数几种细胞类型。
干细胞具有以下特点:
- 自我更新:可以无限制地自我复制,维持干细胞数量不变;
- 分化成多种细胞类型:可分化成体内多种类型细胞,如神经元、心肌细胞、骨胶原等;
- 具有高度可塑性:可通过操作环境条件改变分化方向和功能,如干细胞在无刺激状态下可分化成脂肪或软骨细胞,而在荷尔蒙刺激下则可以分化成肌肉或骨细胞。
二、干细胞治神经的技术和应用
干细胞在神经治疗中的应用主要包括移植和影响周围环境促进神经再生两个方面。
1. 干细胞移植
干细胞移植是将外源干细胞注入受损神经组织,通过分化成神经元和神经胶质细胞,促进受损神经组织再生。干细胞移植要求显微外科技术精湛,移植时间及剂量要准确控制。而且,由于干细胞在细胞培养过程中需要添加各种生长因子、转录因子等诱导因素才能分化为相应类型细胞,因此移植程序需要在受体中提供类似的生长环境以利于干细胞生长和分化。
干细胞移植方法主要有以下几种:
- 旁分泌:由肝、脾或其他多种器官培养干细胞,然后将培养上清液注射到体内;
- 局部移植:将干细胞注射到受损部位,如脑、脊髓、视网膜等;
- 全身移植:通过途径分别为动脉、静脉和心脏内注射将干细胞输送至全身。
2. 影响周围环境促进神经再生
外源干细胞在特定条件下可以释放一些胶质瘤细胞生长抑制因子(GFAP),这些因子可以激活神经元的生长及其轴突的延长。此外,干细胞还可以分泌很多生长因子,如神经营养因子、基质金属蛋白酶等,促进周围环境丰富化,增强周围环境中神经元的存活,从而进一步促进神经再生。
三、干细胞治疗神经相关疾病的临床应用
干细胞治疗在神经学领域已经得到了广泛的应用,特别是在脑卒中、帕金森病、多发性硬化、脑损伤等疾病方面,也在临床中取得了一定的成果。
1. 脑卒中
脑卒中是由于大脑的供血不足,导致神经细胞损伤导致的病变。干细胞移植有助于恢复血管和神经组织结构,促进新血管生长,从而改善颅内缺血灶周围环境,减少脑梗死面积。
2. 帕金森病
帕金森病是一种由缺乏多巴胺神经元引起的运动障碍性疾病,干细胞能够在体内分化为多巴胺神经元,重新建立神经通路与连接,改善疾病。
3. 多发性硬化
多发性硬化是一种中枢神经系统的慢性炎症性疾病,干细胞移植可以通过刺激再生、抑制自身免疫系统、发挥细胞跨越作用等多种途径,对多发性硬化有帮助。
4. 脑损伤
脑损伤是因为某些原因导致大脑、脑干、小脑等神经结构直接或间接的受到外界创伤,导致细胞死亡而引起的功能障碍。干细
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