神 经 细 胞 的 传 输
成 年 之 后 大 脑 就 不 会 再 制 造 神 经 元 了 ， 这 意 味 着 一 旦 发 生 神 经 损 伤 性 疾 病 ，
人 体 自 愈 的 可 能 性 就 很 低 ， 治 疗 也 会 困 难 很 多 ， 所 以 要 保 护 好 我 们 大 脑 ， 保 护 神
经 系 统 ！
神 经 干 细 胞 是 一 种 终 身 具 有 自 我 更 新 能 力 的 细 胞 ， 其 子 细 胞 能 分 化 产 生 神 经
系 统 的 各 类 细 胞 ， 干 细 胞 经 过 不 对 称 分 裂 产 生 一 个 祖 细 胞 和 另 一 个 干 细 胞 ， 祖 细
胞 具 有 有 限 的 自 我 更 新 能 力 ， 并 自 发 分 化 产 生 成 神 经 元 细 胞 和 成 胶 质 细 胞 等 ， 从
而 生 成 神 经 元 及 神 经 胶 质 细 胞 。长 期 以 来 ， 人 们 一 直 认 为 ， 成 年 哺 乳 动 物 脑 内 神 经 细 胞 不 具 备 更 新 能 力 ， 一
旦 受 损 乃 至 死 亡 ， 不 能 再 生 ， 这 种 观 点 使 人 们 对 帕 金 森 病 、 多 发 性 硬 化 及 脑 脊 髓
损 伤 的 治 疗 受 到 了 很 大 的 限 制 。 虽 然 传 统 的 药 物 及 手 术 取 得 了 一 定 的 进 展 ， 但 是
仍 不 能 达 到 满 意 的 效 果 。 近 年 来 ， 生 物 医 学 技 术 迅 猛 发 展 ， 神 经 生 物 学 的 重 要 进
展 之 一 是 发 现 神 经 干 细 胞 的 存 在 ， 特 别 是 成 体 脑 内 神 经 干 细 胞 的 分 离 和 鉴 定 具 有
划 时 代 意 义 。
有 关 神 经 干 细 胞 的 研 究 于 近 十 年 开 始 ， 目 前 的 研 究 成 果 已 经 使 神 经 科 医 师 产
生 了 极 大 的 兴 趣 。 S v e n d s e n 和 F l a z 已 经 从 人 胎 儿 的 大 脑 皮 质 中 分 离 出 中 枢 神 经
干 细 胞 ， 使 用 E G F 和 F G F - 2 扩 增 出 细 胞 团 ， 并 用 底 物 诱 导 细 胞 分 化 出 神 经 元 及 星
形 细 胞 。 F l a x 等 还 将 人 脑 的 干 细 胞 移 植 到 幼 鼠 脑 的 生 发 区 ， 移 植 后 的 细 胞 能 良 好
地 生 存 、 分 化 及 迁 移 ， 并 且 移 植 细 胞 经 过 基 因 操 作 可 以 表 达 外 源 基 因 。 因 此 ， 将
中 枢 神 经 干 细 胞 移 植 入 受 损 脑 组 织 不 仅 可 以 补 充 、 替 代 受 损 的 神 经 元 ， 而 且 还 可
以 将 外 源 性 基 因 导 入 神 经 组 织 ， 使 其 在 体 内 有 效 表 达 。 因 而 神 经 干 细 胞 对 于 颅 脑
损 伤 的 修 复 及 其 它 疾 病 的 治 疗 有 着 广 泛 的 应 用 前 景 。
神 经 干 细 胞 的 研 究 历 史
1 . 神 经 干 细 胞 的 发 现 和 命 名 1 9 9 2 年 ， 加 拿 大 病 理 学 家 雷 诺 兹 首 先 在 成 年 小
鼠 大 脑 的 纹 状 体 分 离 出 能 够 在 体 外 不 断 分 裂 增 殖 的 、 具 有 多 向 分 化 潜 能 的 细 胞 群 。
由 此 ， 提 出 了 神 经 干 细 胞 （ N e u r a l s t e m c e l l ） 的 概 念 。 狭 义 的 神 经 干 细 胞 ， 是
指 成 体 神 经 干 细 胞 ， 指 的 是 分 布 于 胚 胎 及 成 人 中 枢 及 周 围 神 经 系 统 的 干 细 胞 。 简
单 的 说 ， 神 经 干 细 胞 就 是 成 年 大 脑 中 具 有 分 化 潜 能 和 自 我 更 新 能 力 的 母 细 胞 ， 可分 化 产 生 神 经 组 织 的 各 类 细 胞 （ 包 括 神 经 元 、 星 形 胶 质 细 胞 和 少 突 胶 质 细 胞 ） 。
神 经 干 细 胞 具 有 体 内 迁 徙 的 能 力 ， 可 以 从 脑 、 脊 髓 等 中 枢 系 统 迁 徙 到 周 围 神 经 ，
并 在 那 里 安 下 家 来 ， 发 挥 作 用 。 神 经 干 细 胞 最 早 从 哪 儿 来 呢 ？ 神 经 干 细 胞 可 以 从
三 个 不 同 的 来 源 获 得 ： 从 原 代 组 织 直 接 分 离 、 从 多 能 干 细 胞 分 化 和 从 体 细 胞 转 分
化 。 不 同 的 神 经 干 细 胞 可 产 生 不 同 神 经 细 胞 ， 分 布 于 不 同 的 位 置 。 （ 比 如 ： 只 存
在 于 胚 胎 时 期 的 神 经 管 上 皮 细 胞 ， 可 以 产 生 放 射 性 胶 质 神 经 元 和 神 经 母 细 胞 ； 前
者 可 以 分 化 出 神 经 元 前 体 细 胞 ， 后 者 可 以 分 化 出 神 经 前 体 细 胞 ； 而 这 些 细 胞 都 可
以 产 生 各 类 神 经 胶 质 细 胞 。 ） 一 般 讲 的 神 经 干 细 胞 ， 指 的 是 存 在 脑 中 的 中 枢 神 经
干 细 胞 。 其 实 外 周 也 有 一 些 “ 神 经 干 细 胞 ” 称 为 “ 神 经 嵴 干 细 胞 ” ， 它 们 可 以 分 化 成 外
周 神 经 细 胞 、 神 经 内 分 泌 细 胞 和 施 旺 细 胞 ， 还 能 横 向 分 化 成 色 素 细 胞 和 平 滑 肌 细
胞 。
2 . 神 经 干 细 胞 的 分 裂
神 经 干 细 胞 有 两 种 分 裂 方 式 ： 一 种 是 对 称 分 裂 ， 即 一 次 分 裂 产 生 两 个 相 同 的
神 经 干 细 胞 ； 另 一 种 是 不 对 称 分 裂 ， 一 次 分 裂 产 生 两 个 不 同 细 胞 ， 一 个 是 神 经 干
细 胞 ， 另 一 个 是 分 化 的 细 胞 ， 并 随 着 不 断 分 裂 分 化 ， 最 后 变 成 成 神 经 元 或 神 经 胶
质 细 胞 。 神 经 干 细 胞 ， 不 能 像 造 血 干 细 胞 那 样 “ 生 生 不 息 ” ， 而 是 越 幼 稚 的 细 胞 自
我 更 新 能 力 越 强 ， 越 老 的 细 胞 则 越 弱 ， 来 自 胚 胎 的 神 经 干 细 胞 自 我 更 新 能 力 最 强 ，
也 具 有 最 强 的 增 殖 分 化 能 力 。小 鼠 大 脑 的 神 经 干 细 胞 分 裂 在 胚 胎 发 育 过 程 中 ， 越 早 期 的 胎 脑 ， 其 神 经 干 细
胞 比 率 越 高 ， 用 直 接 分 离 的 自 然 流 产 的 胚 胎 新 鲜 脑 组 织 可 以 在 体 外 增 殖 形 成 神 经
球 。 科 学 家 们 通 过 胚 胎 干 细 胞 、 成 体 干 细 胞 和 神 经 干 细 胞 在 体 外 培 养 ， 使 其 分 化
成 神 经 干 细 胞 和 各 类 神 经 细 胞 。 在 胚 胎 发 育 的 过 程 中 ， 中 枢 神 经 系 统 的 发 育 需 要
很 多 种 的 细 胞 因 子 和 分 化 因 子 参 与 ， 受 到 细 胞 信 号 和 细 胞 外 微 环 境 的 严 密 调 控 。
神 经 调 控 和 神 经 微 环 境 的 研 究 ， 是 目 前 神 经 科 学 最 热 门 的 方 向 之 一 。 唯 有 知 己 知
彼 ， 我 们 才 能 真 正 做 到 “ 牵 着 神 经 干 细 胞 的 鼻 子 走 ” ， 定 向 诱 导 分 化 ， 定 向 移 植 ，
发 挥 作 用 。
2 . 神 经 干 细 胞 再 生 治 疗 的 机 制
神 经 干 细 胞 再 生 治 疗 有 三 种 方 式 ：
一 是 利 用 移 植 细 胞 替 代 受 损 细 胞 ， 重 建 神 经 回 路 ；
二 是 利 用 移 植 细 胞 保 护 受 损 细 胞 ， 长 出 轴 突 ， 形 成 突 触 ；三 是 利 用 移 植 细 胞 形 成 中 间 神 经 元 ， 重 建 神 经 回 路 。
我 们 可 以 利 用 多 种 外 源 细 胞 进 行 移 植 （ 比 如 永 生 化 的 神 经 干 细 胞 株 、 胚 胎 干
细 胞 株 、 脐 带 血 干 细 胞 、 胎 儿 神 经 干 细 胞 、 成 人 神 经 干 细 胞 及 骨 髓 间 充 质 干 细 胞
等 ） 。 这 些 细 胞 可 以 在 体 外 培 养 、 分 化 或 者 转 基 因 后 再 移 植 来 治 疗 各 种 神 经 疾 病 。
神 经 干 细 胞 移 植 后 ， 还 可 以 通 过 分 泌 生 长 因 子 （ 如 神 经 生 长 因 子 、 脑 源 性 神 经 生
长 因 子 、 神 经 胶 质 源 性 生 长 因 子 、 血 管 内 皮 生 长 因 子 等 ） ， 增 加 受 损 部 位 的 内 源
性 神 经 细 胞 的 数 量 ， 提 高 存 活 率 ， 激 活 它 们 ， 迁 移 到 受 损 区 域 形 成 新 的 神 经 回 路 。
神 经 干 细 胞 的 治 疗 方 向
近 年 来 ， 中 国 已 经 发 表 了 6 9 9 0 篇 M e d l i n e 收 录 的 神 经 干 细 胞 研 究 相 关 文 章 ，
其 中 ， 2 0 1 9 年 发 文 5 3 0 篇 ， 2 0 2 0 年 发 文 6 5 6 篇 ， 2 0 2 1 年 发 文 6 6 9 篇 ， 2 0 2 2
年 发 文 6 8 4 篇 ， 2 0 2 3 年 最 新 发 文 5 6 7 篇 。
一 直 以 来 ， 神 经 干 细 胞 的 研 究 远 远 不 达 间 充 质 干 细 胞 那 么 多 ， 但 神 经 干 细 胞
治 疗 在 动 物 实 验 中 已 颇 有 成 效 。 动 物 实 验 结 果 表 明 ， 脊 髓 里 的 神 经 干 细 胞 虽 然 具有 多 向 分 化 潜 能 ， 但 自 然 状 态 下 最 容 易 分 化 成 星 形 胶 质 细 胞 ， 而 不 能 分 化 神 经 元 ，
只 是 由 胶 质 细 胞 形 成 没 有 功 能 的 胶 质 瘢 痕 ， 不 能 形 成 有 效 的 神 经 回 路 。
1 . 帕 金 森
神 经 干 细 胞 临 床 研 究 应 用 最 多 的 还 是 帕 金 森 病 。 全 世 界 已 经 有 很 多 人 接 受 了
胎 儿 来 源 神 经 干 细 胞 移 植 的 治 疗 ， 有 的 患 者 在 接 受 移 植 多 年 后 症 状 仍 可 持 续 性 改
善 。 帕 金 森 病 是 大 脑 黑 质 区 分 泌 多 巴 胺 的 神 经 细 胞 退 化 造 成 的 一 种 疾 病 。 在 临 床
上 ， 多 采 用 多 巴 胺 增 效 剂 这 样 的 药 物 来 改 善 症 状 ， 但 是 药 物 用 久 了 会 产 生 耐 药 性 ，
并 且 还 有 运 动 协 调 上 的 并 发 症 。 帕 金 森 病 ， 只 受 到 单 一 多 巴 胺 神 经 细 胞 的 影 响 ，
动 物 模 型 研 究 也 比 较 成 熟 。 因 此 ， 帕 金 森 病 一 直 是 神 经 干 细 胞 移 植 治 疗 的 首 选 适
应 症 。
胎 儿 神 经 干 细 胞 移 植 可 能 成 为 帕 金 森 病 的 治 疗 方 法 。 尽 管 可 以 用 流 产 胎 脑 的
黑 质 区 （ s u b a t a n t i a n i g r a ） 脑 组 织 进 行 移 植 ， 移 植 后 的 细 胞 可 以 存 活 ， 还 能 分泌 多 巴 胺 明 显 改 善 症 状 。 不 过 ， 胎 儿 神 经 干 细 胞 移 植 治 疗 帕 金 森 病 还 有 诸 多 问 题 。
流 产 胎 儿 的 获 取 有 很 大 伦 理 问 题 ， 材 料 非 常 不 易 获 得 。
2 . 脑 卒 中
神 经 干 细 胞 临 床 研 究 应 用 的 第 二 种 疾 病 是 脑 卒 中 （ 英 文 名 ： s t r o k e ， 中 文 名 ：
脑 血 栓 ， 脑 梗 塞 ， 中 风 ） 。 脑 卒 中 的 成 因 是 脑 血 管 的 阻 塞 ， 因 受 影 响 区 域 不 同 会
引 起 多 种 细 胞 受 损 ， 并 不 适 合 以 单 一 的 细 胞 治 疗 。 但 若 受 损 的 部 位 在 特 定 的 位 置
（ 比 如 大 脑 纹 状 区 等 ） ， 就 可 以 进 行 细 胞 移 植 的 治 疗 了 。 科 学 家 用 不 同 细 胞 （ 如
胚 胎 干 细 胞 、 胎 儿 神 经 干 细 胞 、 脐 血 干 细 胞 、 骨 髓 间 充 质 干 细 胞 ） 进 行 移 植 ， 大
都 能 改 善 神 经 功 能 、 减 少 中 风 面 积 。
3 . 渐 冻 人 症神 经 干 细 胞 临 床 研 究 应 用 的 第 三 种 疾 病 是 肌 萎 缩 侧 索 硬 化 （ 英 文 名 ：
A m y o t r o p h i c L a t e r a l S c l e r o s i s ， A L S ； 中 文 名 ： 渐 冻 人 症 ） ， 是 最 主 要 的 一 种
运 动 神 经 元 疾 病 ， 俗 称 “ 渐 冻 人 病 ” 。
渐 冻 人 症 影 响 患 者 的 四 肢 、 躯 干 和 延 髓 的 上 下 运 动 神 经 元 ， 导 致 患 者 吞 咽 困
难 、 肌 肉 萎 缩 、 肌 无 力 和 肌 束 颤 动 ， 就 像 慢 慢 地 被 冻 住 了 一 样 。 一 般 发 病 后 的 生
存 期 不 超 过 三 年 ， 是 一 种 严 重 的 神 经 系 统 疾 病 。 随 着 技 术 发 展 ， 科 学 们 已 经 可 以
通 过 多 能 干 细 胞 分 化 制 备 运 动 神 经 元 前 体 细 胞 ， 但 移 植 位 点 是 个 难 题 。 如 何 建 立
不 同 神 经 细 胞 间 的 联 系 也 是 一 个 挑 战 。 间 充 质 干 细 胞 治 疗 也 是 一 个 方 向 。 将 间 充
质 干 细 胞 注 射 进 入 渐 冻 人 症 患 者 的 胸 椎 中 ， 追 踪 四 年 显 示 有 部 分 案 例 的 肺 功 能 恶
化 趋 势 有 所 减 缓 。 2 0 2 2 年 ， 《 N a t u r e M e d i c i n e 》 发 表 C e d a r s - S i n a i 医 学 中 心
的 脊 髓 内 移 植 分 泌 G D N F 的 人 源 神 经 前 体 细 胞 的 1 / 2 a 期 实 验 研 究 ， 移 植 这 些 神
经 祖 细 胞 能 够 在 患 者 脊 髓 中 存 活 超 过 3 年 时 间 ( 4 2 个 月 ) ， 并 分 化 为 星 形 胶 质 细 胞
和 表 达 G D N F 蛋 白 。 这 里 讲 的 神 经 干 细 胞 ， 指 的 都 是 中 枢 神 经 干 细 胞 。 实 际 ， 外周 神 经 细 胞 比 中 枢 神 经 细 胞 有 着 更 强 的 再 生 能 力 ， 断 指 再 植 经 过 锻 炼 还 可 以 恢 复
部 分 功 能 。
4 . 阿 尔 茨 海 默 病 （ 老 年 痴 呆 症 ）
阿 尔 茨 海 默 病 是 一 种 常 见 的 神 经 退 行 性 疾 病 ， 以 进 行 性 认 知 障 碍 为 特 征 ， 对
患 者 的 生 命 和 健 康 构 成 严 重 威 胁 。 阿 尔 茨 海 默 病 影 响 了 全 球 5 0 0 0 多 万 人 ， 预 计
2 0 5 0 年 将 超 过 1 . 5 2 亿 人 。 现 有 药 物 治 疗 效 果 有 限 ， 难 以 逆 转 突 触 和 神 经 元 的 损
失 ， 且 副 作 用 明 显 。 减 少 淀 粉 样 蛋 白 β 或 t a u 蛋 白 的 策 略 对 阿 尔 茨 海 默 病 没 有 明 显
效 果 ， 不 能 恢 复 受 损 的 神 经 组 织 。 最 近 有 研 究 表 明 ， 神 经 干 细 胞 可 自 我 更 新 、 分
化 和 迁 移 ， 增 强 突 触 可 塑 性 和 神 经 发 生 。 因 此 ， 它 们 被 认 为 是 一 种 有 吸 引 力 的 阿
尔 茨 海 默 病 再 生 治 疗 方 法 。
来 自 中 国 天 津 中 医 药 大 学 第 一 附 属 医 院 赵 岚 团 队 在 《 中 国 神 经 再 生 研 究 （ 英
文 版 ） 》 （ N e u r a l R e g e n e r a t i o n R e s e a r c h ） 上 发 表 了 题 为 “ N e u r a l s t e m c e l l sp r o m o t e n e u r o p l a s t i c i t y : a p r o m i s i n g t h e r a p e u t i c s t r a t e g y f o r t h e
t r e a t m e n t o f A l z h e i m e r ’ s d i s e a s e ” 的 综 述 。 该 综 述 发 现 ， 神 经 可 塑 性 可 在 整 个
生 命 期 存 在 ， 且 随 着 年 龄 的 增 长 而 其 能 力 不 断 下 降 ， 且 在 衰 老 和 阿 尔 茨 海 默 病 患
者 中 受 损 明 显 。 因 此 ， 促 进 神 经 可 塑 性 可 能 是 缓 解 阿 尔 茨 海 默 病 的 一 个 有 前 途 的
策 略 。 神 经 干 细 胞 不 仅 能 减 轻 淀 粉 样 蛋 白 β 和 t a u 蛋 白 水 平 ， 也 能 促 进 突 触 可 塑
性 和 神 经 发 生 以 修 复 哺 乳 动 物 大 脑 的 微 环 境 ， 这 被 认 为 是 改 善 阿 尔 茨 海 默 病 有 巨
大 潜 力 的 新 疗 法 。
神 经 干 细 胞 的 其 他 用 途
第 一 ， 神 经 干 细 胞 可 用 于 药 物 载 体 ， 携 带 特 殊 基 因 用 于 疾 病 的 治 疗 。 通 过 基
因 操 作 ， 将 特 殊 的 基 因 或 经 过 改 造 的 基 因 引 入 到 神 经 干 细 胞 的 基 因 组 里 ， 再 将 其
植 入 到 中 枢 神 经 系 统 。 携 带 特 殊 基 因 的 神 经 细 胞 ， 既 可 以 和 宿 主 的 神 经 元 建 立 突
触 联 系 ， 又 可 以 提 供 特 殊 基 因 的 表 达 产 物 （ 比 如 某 种 酶 ） ， 而 达 到 基 因 治 疗 的 目
的 。
第 二 ， 神 经 干 细 胞 还 可 用 于 药 物 筛 选 。 从 正 常 人 脑 分 离 的 神 经 干 细 胞 具 有 种
属 特 异 性 ； 从 病 人 脑 分 离 的 神 经 干 细 胞 具 有 疾 病 特 异 性 ， 有 着 均 一 的 遗 传 背 景 ，
有 利 于 药 物 筛 选 平 台 的 稳 定 性 和 可 重 复 性 。
第 三 ， 神 经 干 细 胞 与 组 织 工 程 学 相 结 合 ， 也 是 研 究 热 点 。 随 着 组 织 工 程 学 飞
速 发 展 ， 神 经 干 细 胞 可 以 建 立 细 胞 与 生 物 材 料 的 三 维 复 合 体 ， 形 成 类 似 活 体 的 组
织 ， 对 有 病 的 或 受 损 的 组 织 进 行 形 态 、 结 构 和 功 能 的 重 建 ， 最 终 达 到 永 久 性 的 替
代 。 细 胞 的 数 量 ， 提 高 存 活 率 ， 激 活 它 们 ， 迁 移 到 受 损 区 域 形 成 新 的 神 经 回 路 。神 经 干 细 胞 再 生 治 疗 的 挑 战
首 先 ， 神 经 干 细 胞 需 进 一 步 研 究 ， 找 出 最 适 宜 移 植 的 细 胞 亚 群 ， 保 证 移 植 细
胞 的 状 态 和 组 成 ；
其 次 ， 针 对 不 同 疾 病 的 发 生 发 展 进 程 ， 掌 握 最 佳 移 植 时 机 ；
第 三 ， 移 植 细 胞 数 量 ， 需 要 寻 觅 一 个 最 佳 细 胞 数 量 ； 第 四 ， 在 异 体 移 植 中 ，
植 入 的 神 经 干 细 胞 会 有 反 应 ， 引 起 受 体 神 经 系 统 的 一 系 列 反 应 ， 继 发 性 反 应 需 要
进 一 步 研 究 和 关 注 ； 第 五 ， 不 同 给 药 方 式 对 也 会 有 不 同 的 影 响 ， 需 要 寻 找 简 便 ，
创 伤 更 小 ， 效 率 更 高 的 移 植 方 法 ；
第 六 ， 如 何 标 记 追 踪 移 植 的 细 胞 ， 如 何 检 测 移 植 细 胞 的 存 活 率 ， 如 何 鉴 定 移
植 后 功 能 的 重 建 ， 如 何 在 移 植 后 帮 助 神 经 系 统 功 能 的 重 建 。 |
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