神經干細胞的研究及其應用新進展
[關鍵詞] 神經干細胞 研究
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崔桂萍 天津市腦系科中心醫院 300060 1992 年, Reynolds [1] 首次成功地從成年小鼠紋狀體中分離出神經干細胞( neural stem cell, NSC ),于是“神經干細胞”這一概念被正式引入神經科學研究領域。可以總結為具有分化為神經元、星形細胞和少突膠質細胞的能力,能自我更新并足以提供大量腦組織細胞的細胞。不少文獻中還提到神經祖細胞和神經前體細胞,目前認為,神經祖細胞是指比 NSC 更有明確發展方向的細胞,而神經前體細胞是指處于發育早期的增殖細胞,可指代 NSC 和神經祖細胞:與 NSC 相比,二者的分裂增殖能力較弱而分化能力較強,是有限增殖細胞,但三者均屬 NSC 范疇。 1. NSC 的起源、存在部位及生物學特征 中樞神經系統的發育起源于神經溝、神經嵴、神經管;研究發現, NSC 在神經管壁增殖,新生細胞呈放射狀纖維遷移至腦的特定位置;主要存在于室管膜區,在成腦生發區以外的區域也廣泛分布,即具有高度可塑性的神經前體細胞。 現發現 NSC 的生物學特征為:( 1 )具有自我更新能力;( 2 )具有多向分化潛能,可分化為神經元、星形細胞和少突膠質細胞;( 3 )處于高度未分化狀態;( 4 )終生具有增殖分化能力,在有損傷的局部環境信號變化的刺激下可以增殖分化。其中( 1 )和( 2 )是 NSC 的兩個基本特征。 2. NSC 的基礎研究進展 NSC 的增殖和分化調控是目前 NSC 研究的核心問題,最近的研究資料顯示, NSC 的增殖、分化、遷移調控受多種相關因素的影響。 2.1 神經遞質 神經遞質作為細胞外環境的一員,不僅介導神經元之間和神經元與效應器之間的信號傳遞,還參與 NSC 的增殖和分化。這些神經遞質包括谷氨酸( G1u )、 5- 羥色胺( 5-HT )、 GABA 、甘氨酸( G1y )、乙酰膽堿( Ach )一氧化氮( NO )、腎上腺素與性激素等。 2.1.1 G1u :在腦的發育過程中有高含量的 G1u 表達, Haydar 等 [2] 發現, G1u 可以通過大鼠胚胎皮質 AMPA/KAR 的激活調節室周區前體細胞的增殖,但 GLU 對室管膜區( SZ )和室管膜下區( SVZ )體內細胞的影響是不同的,它可增加 SZ 細胞的增殖,減少 SVZ 細胞的增殖; GLU 還可促進神經元生長和分化。 2.1.2 5-HT :許多研究表明 [3] , 5-HT 在皮質發育、突觸形成中起重要作用,抑制 5-HT 合成或選擇性損傷 5-HT 神經元則引起齒狀回及腦室下區神經元增殖活性下降, 5-HT 可促進膠質細胞分化和髓鞘形成。 2.1.3 GABA : GABA 是成體腦發育過程中主要的抑制性神經遞質。 Haydar 等 [2] 發現, GABA 受體的激活可控制神經前體細胞的細胞周期; Stewart 等 [4] 研究發現, GABA 和 G1u 對腦內不同區域細胞增殖的影響是不同的,內源性 GABA 激活 GABA 受體在新皮質和調節神經前體細胞增殖方面起重要作用。 2.1.4 G1y 及其它: G1y 受體( G1yR )通過增加突觸后細胞膜 C1 - 通透性而起突觸后抑制作用。 Flint 等 [5] 發現, G1yR 在胚胎大鼠和初生早期脊髓中為未成熟遷移和分化的神經元中起重要作用,推測 G1yR 信號可能在突觸形成中其重要作用; Ach 可通
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