课件：神经干细胞.ppt

神经干细胞治疗中枢神经系统疾病,一 . 神经干细胞的提出、概念 二 . 神经干细胞治疗中枢神经系统疾病的原理 三 . 神经干细胞的来源 四.神经干细胞移植的方法 五、神经干细胞移植治疗中枢神经疾病 六、主要问题,一 . 神经干细胞的提出、概念,1997年，Mckay提出了神经干细胞（neural stem cells,NSCs）,指能够分化为神经元、星型胶质细胞和少突胶质细胞，并具有自我更新和增值能力的细胞群。,1.神经元即神经细胞，是神经系统结构和功能的基本单位。具有传递信号的作用。,2.少突胶质细胞 即高等脊椎动物中枢神经系统中具有的少量分支的细胞。其包绕轴突形成髓鞘，一个细胞可包绕高达50条轴突，起绝缘作用。,3. 星形胶质细胞从胞体发出许多长而分支的突起，伸展充填在神经细胞的胞体及其突起之间，起支持和分隔神经细胞的作用 。,二 . 神经干细胞治疗治疗中枢神经系统疾病的原理,成年哺乳动物内源性神经再生能力有限，无法弥补因神经疾病而导致神经细胞缺失，因而人们开始寻求外源性神经干细胞移植,以治疗中枢神经系统疾病。,近年来，复旦大学脑科学研究院的杨政纲研究组发现成年猕猴和人类的大脑中存在有神经干细胞和新生神经元，并首次阐明了由神经干细胞生成新的神经元的特征和迁移路线。,神经干细胞（NSCs）可以向大脑损伤部位迁移，进一步分化为损伤区域的特定神经元类型,从而通过突触与其他神经元相连。,神经干细胞（NSCs）以对称方式（symmetric divition）和非对称方式(unsymmetric divition)分裂。 对称方式主要发生在胚胎神经管形成期，主要是形成大量的神经干细胞。 非对称方式首先分离为一个神经干细胞（NSCs）和神经元前体细胞（neural progenitor cell,NPC） 然后神经元前体细胞分裂为各种神经元。,对称分裂,三 . 神经干细胞的来源,1.哺乳动物胚胎时期大部分脑区以及成年的海马体、脊髓等部位均能分离、培养出神经干细胞。,2 . 永生化细胞：指能够在体外能维持未分化状态，并具备有多分化潜能的和自我更新能力的细胞。例如：C17.2细胞系；MHP36细胞系；NT2细胞系；N2a细胞系,神经母细胞瘤细胞系,3 . 胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESCs，简称ES或EK细胞。）胚胎干细胞是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境，ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。通过诱导胚胎干细胞分化为神经干细胞。,4.诱导多能干细胞； 多能干细胞（pluripotent stem cell），具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。多能干细胞经刺激后可发展为特化的细胞，使替代细胞和组织来源的更新成为可能。,5 . 来源于血液系统的骨髓间质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs) 骨髓间质干细胞是一种多能干细胞，自从Woodbury首次报道将骨髓基质细胞诱导分化成神经元以来，很多实验室都开展了BMSCs移植修复神经系统损伤的研究工作，在大部分实验中人们都是将贴壁培养的BMSCs移植入体内。,6.来源于人类鼻腔黏膜固有层，是一种终生具有自我跟新能力的神经组织，在该组织中有许多干细胞样性质的细胞。 另外，有报道称人的皮肤、肌肉成纤细胞和肝细胞都可以转化为神经元。,人类鼻腔黏膜固有层,皮肤细胞分化为神经细胞,四.神经干细胞移植的方法,1. 脑内立体定位移植; 用微量注射器将神经干细胞悬浮液注入特定脑区。其优点是定位准确，缺点是会对脑部神经造成机械损伤、定位到脑尚有容积占位效应，致使神经干细胞（NSCs）移植量有限、另外还会使神经干细胞（NSCs）过度聚集，不利于其分化。,2. 腰椎穿刺注射移植，该方法主要用于脊髓损伤模型动物研究。,3. 血液循环移植（静脉注射），在动物实验中，主要通过静脉注射随血液循环透过血脑屏障到达组织发挥作用。优点是创伤小、避免损伤脑组织，可以通过反复多次注射来弥补到达病灶区神经干细胞（NSCs）的不足。缺点是从外周静脉进入脑屏障需要很长的时间，大量的细胞在血液系统中被消耗，最后进入脑内的细胞数量十分有限。,五、神经干细胞移植治疗中枢神经疾病,（1）神经干细胞移植治疗神经退行性疾病。 神经退行性疾病主要是指一类神经元的结构和功能进行性损失的疾病，包括帕金森病（Parkinsons disease,PD）,阿尔兹海默病（Alzheimeis disease,AD）,亨廷顿病（Huntingtons disease,HD），这类患者大脑神经元持续丢失或者破坏，并无大量神经元再生代替。例：在PD研究中Lee等人对NSC进行了基因修饰，在体外转入Foxa2和Narri1基因，结果现实二者都能协同促进NSC的分化和存活，并能增强其功能，这正是NSC移植治疗PD的关键。,透射电镜表明亨廷顿聚合纤维性质,（2）神经干细胞移植治疗缺血性脑损伤疾病 虽然缺血性脑损伤后能刺激机体内源性神经干细胞的增殖分化，但数量有限，外源行给予神经干细胞仍然是研究热点。例如；给动物移植OE-MSC(人嗅球外间质干细胞)，向损伤部位迁移并能分化，促进内源性神经元再生，修复突触间的传递功能，改善动物的学习，记忆功能。,可见阳性的凋亡早期细胞()；阳性凋亡晚期细胞 和阳性坏死细胞()(TUNEL染色，200) 缺氧缺血后左脑组织图片,（3）神经干细胞移植治疗脑创伤 脑创伤是由于外界的机械因素作用于脑部而导致的一种严重脑损伤，神经干细胞因其能补充受伤的脑组织，而成为今后临床治疗的研究热点。 （4）神经干细胞移植治疗遗传代谢性疾病 遗传代谢性疾病是由于维持机体正常生长代谢的酶、载体蛋白、受体等编码基因发生突变导致其编码的产物功能发生改变而出现相应症状的一类疾病。因此，用正常的干细胞移植的方法增加正常编码的产物可能成为治疗该类疾病的方法。,六、主要问题,（1）移植后神经干细胞的增殖，分化，迁移的机制还没有得到明确的阐述； （2）干细胞移植载体内转化为癌细胞的问题尚未解决； （3）神经干细胞移植治疗中枢神经系统疾病安全性仍需探讨； （4）目前大多数的移植只处于动物试验阶段，神经干细胞用于临床具有较大风险。,(1)人羊膜细胞治疗神经退行性疾病方面的研究。 羊膜上皮细胞能分泌神经营养因子（BDNF、NT-3、NGF等）和其他神经递质和调质（几茶酚胺、乙酰胆碱、去甲肾上腺素、组胺等），所以羊膜上皮细胞在生化特性方面与神经细胞有许多相似之处，不需要体外分化，并且同样能够像神经干细胞一样