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神经干细胞移植及基因治疗:脊髓损伤修复的新策略
中枢神经系统损伤的治疗已成为世界各国神经科学家关注的焦点.自证实成年哺乳动物中枢神经系统存在有神经干细胞以来,各国学者致力于干细胞的分离、在神经丝裂原诱导下的增殖、通过基因转移技术获得永生化神经干细胞系等研究,并尝试用于中枢神经系统疾病的治疗.本文就脊髓损伤的神经干细胞移植以及神经干细胞作为载体对脊髓损伤进行基因治疗的现状及应用前景进行综述.
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MSCs对大鼠脊髓损伤修复的实验研究
目前治疗SCI的策略有两种:一是在损伤急性期通过减轻或消除继发性病理反应,保护残存的轴突和神经元不再遭受二次损伤,包括给予甲基强的松龙、钙通道拮抗剂、纳洛酮等药物,或予局部低温保护、人工高压灌流等;二是在损伤慢性期促进神经组织的再生和修复,包括手术治疗、移植雪旺细胞、基因治疗、高压氧治疗等.近来的研究显示,多种细胞移植方法可用于促进损伤脊髓再生修复,如:雪旺细胞、胚胎脊髓移植、嗅神经胶质细胞移植、胎胚干细胞、神经干细胞移植、活化巨噬细胞移植等,都显示出脊髓损伤部分缺失功能的修复.而MSCs特有的易于获取、体外分离培养可操作性强、免疫原性弱可用于异体移植等优点,在脊髓损伤的治疗及研究中占有重要地位.
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睫状神经营养因子在脊髓损伤中的研究进展
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的修复是神经科学领域研究的热点问题."神经营养因子理论"认为,神经营养因子能促进神经元的存活、分化和修复.睫状神经营养因子(ciliary neurotrophic factor,CNTF)是目前研究比较多的营养因子之一.它不仅对体内外多种神经元包括感觉、运动、交感、副交感神经元及神经胶质细胞的存活具有促进作用,而且在促进轴突再生、防止受损神经元退变、维持运动神经元功能及诱导神经元和胶质细胞的分化方面也具有重要作用.近年来,关于CNTF在脊髓损伤修复中的作用也有较多的研究,现将对CNTF及其在脊髓损伤中的研究进展做一概述.
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胚胎干细胞定向分化运动神经元的基因调控
本文着重就胚胎干细胞(ESCs)定向诱导分化为脊髓运动神经元过程中两个重要阶段及相关基因的表达调控进行综述.运动神经元分化的基因调控研究将有利于阐明其发育和分化的模式,为其应用于脊髓损伤修复和运动神经元退行性疾病的替代治疗提供理论依据.
关键词: 胚胎干细胞(ESCs) 运动神经元 分化 脊髓损伤修复 -
内皮祖细胞在脊髓损伤修复中的应用
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是骨科常见的一种严重威胁人类健康及生存质量的、致残率高的外科急症。随着世界各国经济、交通及运动的发展,脊髓损伤发生率呈现逐年增高的趋势。据资料显示:全球每年 SCI 发病率估计在10~50人/百万人[1-2]。美国每年大约有273000例患者,而且还以每年12000新病例在增加[3]。脊髓损伤后,由于神经细胞缺乏自身修复能力,微环境的抑制,脊髓神经供血系统不能快速建立等,导致脊髓损伤平面以下的肢体运动和感觉系统功能障碍。脊髓损伤后神经的再生和供血系统的建立是 SCI 领域的两大难题,也是医学节迫切需要解决的问题。近年来人们通过骨髓来源的内皮祖细胞进行增殖、分化和移植,从而促使中枢神经供血系统和神经轴突再生的研究颇受医学界的关注。笔者结合脊髓损伤生理病理的特点,介绍目前内皮祖细胞在脊髓损伤修复的研究进展,并客观分析其中存在的问题。
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神经干细胞移植在脊髓损伤中应用的研究进展
长期以来,人们一直认为,人体的神经细胞是终生存活的,并且由于神经元细胞缺乏再生修复能力,因此,一旦遇到损伤,这种细胞的失去也是永久的,只能通过胶质细胞增殖充填,导致相应功能损失的不可逆性.但这一传统认识被20世纪后十几年神经生物学领域的重要进展所打破,这一进展就是发现成年哺乳动物脑组织内广泛存在着具有多向分化潜能的神经干细胞,并发现其在脊髓损伤修复中的应用潜能.神经干细胞(NSC)具有高度增殖、自我更新及分化能力,在一定条件下能不断进行有丝分裂,分化形成神经细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞.
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神经解剖与脊髓康复医学专家王大觉教授应邀来本刊访问
国际脊髓学会高级会员理事、中国事务代表、脊髓杂志编委、英国国立脊髓损伤中心名誉主任医师王大觉教授,应宁志杰总编邀请于5月22~23日来本刊进行学术访问.期间王教授还参观了泰安市中心医院和解放军第88医院康复医学科,考察了山东省泰安荣军医院脊柱外科采用嗅细胞治疗脊髓损伤晚期病例的临床疗效,给予高度评价.5月23日下午在本刊举办的专题报告会上,王教授做了"关于进化论与脊髓损伤修复研究进展"的精彩报告,与会人员受益匪浅.
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神经营养素-3在脊髓损伤中的应用进展
脊髓损伤修复一直是医学界的难题,因损伤后的神经细胞难以再生、运动功能难以恢复,造成终身瘫痪并容易出现多种并发症甚至危及生命.目前,神经营养因子的缺乏被认为是脊髓损伤后修复面临的主要问题之一[1],通过微环境诱导神经细胞的再生成为治疗脊髓损伤的研究热点.至今为止,神经营养素-3(NT-3)是已经被Zhou等[2]证实能够在脊髓损伤后促进皮质脊髓束轴突生长的有效神经营养因子.
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脊髓损伤的细胞移植和基因治疗研究现状与展望
脊髓损伤以往被认为是不可能治愈的疾病,但是近年来有关脊髓损伤的病理生理的研究加深了对脊髓损伤修复相关因素的认识,细胞生物学和分子生物学的发展为脊髓损伤的治疗提供了新的手段,这些都为脊髓损伤的治疗带来了希望,其中细胞移植和基因治疗是两种有前途的方法,也是目前研究的热门课题和方向.
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神经营养因子基因修饰的神经干细胞在脊髓损伤修复中的应用
中枢神经系统损伤后的再生修复一直是神经科学领域的前沿研究课题.其中脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)无论是在发生率、还是在给患者造成的痛苦和社会负担方面来说,都使其成为该领域的研究重点.但是长期以来SCI缺乏有效治疗手段,因此探索SCI后的再生修复,使截瘫患者站起来,成为骨科和神经科医生关注的问题之一.
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斑马鱼作为模式生物在脊髓损伤修复研究中的应用
脊髓损伤常常导致严重的和永久性残疾,不仅降低患者的生活质量,还给社会和家庭带来沉重的负担。脊髓损伤的修复和治疗一直是世界研究的热点和难点,如何有效地促进脊髓的修复一直是神经科学领域研究的难题。不同的物种之间再生能力差异很大。近年来,斑马鱼作为一种新兴模式生物,显示出了很大的优越性。与人和高等脊椎动物相比,斑马鱼具有非凡的组织再生能力,脊髓损伤后显示出了强大的神经修复能力,是研究脊髓损伤的理想动物模型。本文就斑马鱼作为脊髓损伤修复研究的理想模式生物作一综述。
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基于Rho促进脊髓损伤修复的基础与临床研究
脊髓损伤(SCI)后轴突再生困难的主要原因之一是由于髓磷脂抑制分子的存在.尽管不同抑制分子上游信号通路不尽相同,但终均通过共同的信号分子Rho小GTP酶介导轴突再生的抑制作用.因此Rho的活化是不同抑制分子阻碍轴突再生的共同信号通路.目前动物实验中相关脊髓损伤修复的一些有效治疗方案已取得一定进展并开始向临床试验转换.本文将进一步探讨以Rho为靶点治疗SCI的策略及其在基础与临床研究中的应用.
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骨髓基质干细胞及其在脊髓损伤修复中的应用前景
骨髓基质干细胞(MSCs)是成年动物或人骨髓中的非造血组织干细胞,具有多能干细胞的特点,可向多个方向分化,在特定条件下可诱导分化为神经元.近几年的实验研究发现,MSCs在体内及体外一定条件下可定向分化为神经元和胶质细胞,在体内能与神经干细胞一样迁移至脊髓并进行整合[1,2].动物实验显示MSCs在治疗脊髓损伤有着良好的应用前景.
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转基因神经干细胞在脊髓损伤修复中的应用
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是神经科学领域致死率、致残率高的创伤之一,可直接导致神经元坏死、神经轴突中断、脊髓结构严重破坏.损伤后的微环境又有诸多不利于脊髓神经轴突再生的因素,如多种神经营养因子的缺乏以及胶质疤痕和多种抑制再生的物质存在等.近年来,随着对脊髓损伤机制、病理生理及损伤后局部微环境变化研究的不断深入,已将具有自我更新能力和多元分化潜能的神经干细胞(neural stem cells,NSCs)运用于SCI的实验治疗,并取得良好效果,而转基因NSCs能克服神经营养因子水平低,移植后存活时间短等不足,使得人们对攻克SCI越来越充满信心.现就转基因NSCs应用于SCI修复的研究进展作一综述.
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急性脊髓损伤修复的研究进展
脊髓损伤(spinal cord injury SCI)是一种常见而且严重的临床疾患.据统计发达国家的SCI发病率为28.3~45人/百万人/年,在美国每年有11000人遭此损伤[1];我国发病率虽较低,约6.7人/百万人/年,但每年也有1万余人遭此损伤,且以中青年胸腰段损伤多.外伤性脊髓损伤修复的研究主要围绕以下两方面进行:一是促进诱导神经纤维生长:如给予多种促进神经生长的神经营养因子或促进神经营养因子的表达、为再生的轴突提供桥梁及管道、提供能支持引导神经生长的雪旺氏细胞及细胞外基质成分;二是消除抑制轴突生长的因素:如减少脊髓断端囊腔和瘢痕组织生成以及一些抑制性生长因子产生等.近20多年,尤其是近10余年来随着基础医学、临床研究和材料、工程学等各学科的发展以及相互渗透,在脊髓损伤的研究方法、损伤机制、损伤严重评定、诊断治疗技术等方面取得了很大的进展.
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脊髓损伤修复的研究现状
脊髓损伤是致残率、死亡率高的创伤之一.由于成年哺乳动物中枢神经系统(CNS)神经元无分裂能力,神经突起的伸长及形成连接的能力有限,因而损伤后再生困难,常常导致复杂的解剖学结构和功能失常.多年来,人们对脊髓损伤修复一直持悲观态度.
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脊髓半横断猕猴的护理
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是脊柱骨折的严重并发症.有效的动物模型是脊髓损伤修复研究的基础.以往的研究都是建立在啮齿类动物上的,而人类神经系统生理结构及修复能力与啮齿类动物有很大不同.建立猴脊髓半横断(hemi-sected SCI,hSCI)和全横断(transected SCI,tSCI)脊髓损伤模型,更深入地研究脊髓损伤修复机理,为临床提供治疗脊髓损伤提供新的策略.动物模型建立之后,正确的护理是实验成功的必要环节,常常决定了实验的成败.为提高非人灵长类动物在脊髓损伤与修复研究中的成活率,本文对实践中猴脊髓半横断损伤模型有效的护理经验进行了总结.
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骨髓间充质干细胞移植治疗中枢神经系统疾病的研究进展
细胞移植已成为目前脊髓损伤修复研究的热点[1,2],国内、外研究者分别探索了Schwann细胞、嗅鞘细胞、少突胶质细胞、神经干细胞、胚胎干细胞等的脊髓移植研究.
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脊髓损伤的相关问题
脊髓损伤是临床常见多发病.目前,脊髓损伤的修复治疗仍是临床所面临的一大难题.笔者对脊髓损伤后的变化过程、研究现状、损伤修复中存在的问题及解决这些问题的方向进行了初步探讨.
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骨髓间质干细胞移植促进大鼠脊髓损伤后巨噬/小胶质细胞极化方向的改变
目的:探索骨髓间充质干细胞(BMSC)移植促进脊髓损伤后修复的新机制.方法:通过体外培养获得CD29+CD90+ CD45-的大鼠BMSC,并将BMSC移植到重度夹伤的大鼠脊髓中.通过BBB行为学评分,检测BMSC移植后,大鼠后肢运动功能恢复情况;经免疫组化和Western blot等方法,进一步检测巨噬/小胶质细胞的极化标志性分子iNOS(M1型细胞)及Argl(M2型细胞)分子的表达水平.结果:经BMSC移植治疗的大鼠,其脊髓损伤面积明显减小,同时后肢运动功能明显恢复较好;BMSC可以促进脊髓损伤区域中iNOS+细胞数量减少,Arg1+细胞数量增加;Westem blot法检测结果显示:给予BMSC处理的大鼠,在脊髓损伤后各时间点上,M1型巨噬/小胶质细胞标志分子iNOS蛋白水平逐渐降低,而M2型巨噬/小胶质细胞标志分子Arg1蛋白表达水平则明显升高.结论:脊髓损伤后,移植BMSC可以促进脊髓损伤区中的巨噬/小胶质细胞向M2型细胞方向极化.