嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的进展

2007-04-17 文章来源:admin 点击量:1476   我要说

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【摘要】脊髓损伤的治疗一直是医学界的难题。脊髓损伤后神经元无法依靠自身再生修复,轴突再生困难,同时神经胶质瘢痕阻碍再生轴突的通过。因此脊髓损伤后减少神经细胞坏死,促进轴突再生,减少胶质瘢痕的形成是临床治疗的关键环节。许多研究发现嗅鞘细胞是神经系统中具有促进神经轴突再生,引导轴突正确生长的独特细胞,为脊髓损伤的修复带来了希望,但临床结果很不理想,为了提高其修复神经和正确引导轴突生长的能力,目前许多研究将基因工程技术和组织工程技术相结合,取得了一定的成果。
【关键词】  嗅鞘细胞;脊髓损伤;移植
    脊髓损伤(SCI)的治疗一直是医学界的难题,目前研究主要集中在以下几个方面:①改善SCI的生长环境:包括封闭抑制因子(Nogo)功能,或封闭抑制因子受体阻断下游信号转导通路,或抑制降解的硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG)在损伤部位聚集;②增加外源性神经生长因子,促进神经轴突再生,减少神经元的凋亡或死亡;③组织移植:利用胚胎组织进行移植,提供有再生活力的神经细胞,但人体移植来源受伦理学的限制,很难在临床有用武之地;④干细胞(stem cell)移植:包括神经干细胞、胚胎干细胞、间充质干细胞、骨髓基质干细胞,利用其能定向分化的能力,修复损伤的神经元;⑤神经细胞移植:包括雪旺氏细胞(Schwann cell,SC)、嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cell ,OEC)、少突胶质细胞(oligodendrocyte,OD)和被周围神经激活的单核吞噬细胞等[1, 2]。其中OEC能刺激轴突生长到成熟的中枢神经系统(CNS),是目前极具前途、有望治疗SCI的方法之一[3, 4]
1   OEC促进SCI的特点
     与大多数神经元不同的是OEC在机体内终生保持不断更新再生的能力,OEC主要位于嗅神经纤维和嗅球(olfactory bulb,OB)外层,为嗅觉系统中主要的非神经元细胞。新生神经元的神经轴突从周围上皮向OB持续生长,这种生长被认为与OEC的功能息息相关[5]。OEC的分子标记有神经营养素受体P75(P75NTR)、胶质细胞原纤维酸性蛋白(GFAP)、O4抗体、S-100蛋白和神经肽Y等[5],在进行OEC培养和移植时可用来鉴别细胞和观察活性。体外培养发现OEC还表达一系列促进神经生长的因子,如神经生长因子(NGF)、脑源性神经因子(BDNF)、神经营养素-4/5(NT-4/5)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)、睫状神经营养因子(CNTF)等,并能调节环氧化物酶(COX-2)、血管内皮生长因子(VEGF)表达的上调[6]。OEC在一系列扩散因子、细胞黏附分子、细胞外基质蛋白(MMP-9)等的介导下能够刺激同种或异种神经元突起的再生[7]。这些特性对SCI的修复能提供良好的条件。
     OD虽然也有促进轴突再生的特性,但由于人的OD或其前体细胞很难培养,因此利用OD移植治疗SCI目前是不可能的[7]。SC移植后虽然也能改善脱髓鞘情况并促进轴突再生[8],但体内外研究表明SC只有在缺乏星形细胞(astrocyte,AC)的情况下才能进入CNS,一旦AC出现,则阻碍了其穿过的作用[9],体外培养发现,OEC与SC比较最大的优点是能从周围神经系统(PNS)迁移到CNS[5]。虽然从OB获得OEC比从坐骨神经获得SC复杂,但研究发现OEC可以直接从嗅黏膜活检组织中分离出来而无不良反应[10]。另外,人和大鼠的OEC与SC相比纯化相对简单、易于培养,可通过培养获得大量足够的移植细胞[11]。当把OEC移植到脊髓皮质脊髓束的损伤部位时,它能从移植部位迁移并跨过“瘢痕”屏障向远断延伸10mm,同时还发现只要有1%的皮质脊髓束轴突再生连接,便会有神经功能的恢复[12]
2   OEC移植的注意点
2.1 OEC的来源
     最早移植用OEC来源于OB,但由于OB较小,位置较深,OEC获得困难,数量较少,不利于移植,因此研究的重点转移到在OB以外寻找新的OEC并获得了成功。研究发现鼻根部和额窦的黏膜中有丰富的OEC[1],更有价值的是从嗅黏膜的固有层获得的OEC更富有生机和活力[13]。但人OEC来源毕竟有限,因此利用非同源细胞解决OEC来源受到关注,并进行了尝试。体内外的观察发现,非同源性OEC能产生生长促进蛋白,并能促进脊髓损伤的恢复[14]。有人利用猪的OEC移植到非洲绿猿的SCI部位进行首次异种OEC移植治疗灵长类动物SCI获得成功[15]
2.2 OEC的纯化
     单纯利用OEC移植的结果不能令人满意,主要是因为:①OEC移植后局部环境对移植效果起关键的影响作用[16];②OEC移植后再生的神经轴突穿
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