胶质细胞源性神经营养因子促进脊髓损伤修复的研究进展

1、胶质细胞源性神经营养因子促进脊髓损伤修复的研究进展【摘要】脊髓损伤(spinalrdinjury,SI)的治疗是医学界的一个难题，目前还没有很好的治疗方法。大量的动物实验证实，胶质细胞源性神经营养因子(glialellline-derivedneurtrphifatr，GDNF)有促进SI修复的作用，为治疗SI带来了新的希望。本文就GDNF对SI修复的作用有关研究进展进展综述。脊髓损伤(spinalrdinjury,SI)是中枢神经系统的严重创伤，常由交通、劳动和运动等意外事故造成，有报道全世界每年每百万人口有1440人发生SI,有些地区甚至高达60例。我国的SI人数已打破百万。由于SI患者治

2、疗康复费很高，治疗效果欠佳，给患者家庭、社会带来宏大的负担。目前SI治疗方法主要有大剂量激素疗法、神经营养因子治疗、基因治疗、手术治疗、细胞移植治疗等,但临床疗效仍不满意。胶质细胞源性神经营养因子(glialellline-derivedneurtrphifatr，GDNF)是近年发现的神经营养因子(neurtrphifatr,NTF),近年动物实验研究说明GDNF在体内和体外都有较强的促进交感、感觉、运动神经元存活和神经元轴突再生的作用。本文就其在SI修复中的作用作一综述。1GDNF及其对SI的修复作用1.1GDNF及其作用机制1.2对运动性神经元的作用GDNF是目前最强的胆碱能运动神经营养

3、因子。有大量的实验证明：SI后，GDNF通过转运到达受伤的神经元，保护运动神经元，促进神经元轴突的生长。有报道6全身或部分使用GDNF治疗标准的鼠脊髓压迫损伤模型，3周后GDNF治疗组根据BBBBass,Beattie,Bresnahan评分，鼠后肢运动功能的恢复明显好于对照组。使用免疫组化可以在GDNF治疗组脊髓神经元内可以检测到标记的GDNF,而对照组未检测出。Shara等7报道SI后30分钟内部分应用GDNF，减缓血脊髓屏障的崩解，水肿形成及细胞损伤，减少脊髓神经细胞的程序性死亡，进步运动功能的恢复。Grubles等8把GDNF等神经营养因子移植入SI处，10周后观察神经纤维爬行范围，髓

4、鞘轴突数目，诱发肌肉活动。发现GDNF可以促进神经轴突髓鞘化，神经纤维的再生及诱发肌肉活动。在标准的脊髓横断模型，同样使用GDNF治疗，鼠后肢运动功能恢复也明显好于对照组在脊髓的腹侧角和损伤断面均可检测GDNF免疫反响产物染色，说明神经元GDNF表达对损伤有正性调节作用，而远端SI附近和瘢痕组织未见皮质脊髓束再生，说明横断两端脊髓不可能重新建立连接。运动功能恢复的原因可能是与神经营养因子调节脊髓通路活性有关9。Zhang等10实验证实了GDNF对神经元有直接的作用，GDNF在体内可以增加再生轴突的数量和使得再生轴突增粗，在体外可以增加背根神经节轴突数量。潘世鹏等11蛛网膜下腔置管注入GDNF，

5、观察GDNF对脊髓前角运动神经元的保护作用。发现GDNF组脊髓前角运动神经元的存活率、胆碱酯酶阳性颗粒面积均比对照组有明显进步。Guzen等12在鼠脊髓横断模型上，采用坐骨神经移植结合GDNF方法治疗，与单纯的坐骨神经移植比拟，发现GDNF增加坐骨神经移植后运动功能的恢复。1.3对感觉神经元的作用GDNF是体内促进感觉神经元轴突生长发育的重要因子，在胚胎期可以促进感觉神经元轴突的发育，在成熟期可以促进轴突的延长13。假如用GDNF长期刺激那么可使损伤后再生的轴突返回脊髓并与靶细胞形成功能性连接，恢复感觉功能。有实验说明：SI后感觉神经元GFR1过表达，在感觉神经元GDNF受体过表达的动物对热、

6、机械性等刺激的阈值下降，损伤后的感觉神经元对外来的机械性刺激更加敏感。GFR1的过表达使得损伤后的神经元对GDNF更加敏感,从而可以促进感觉神经元轴突再生14-15。移植GDNF成纤维细胞到轴突损伤断端可以促进轴突的再生和髓鞘的形成，在SI部位可以观察到神经元纤维长过断端，并有髓鞘形成16。hu等17在感觉神经移植治疗脊髓根性撕脱伤，预先将GDNF注射感觉神经移植物，与对照组比拟，发现注射GDNF的实验组神经元存活和轴突再生明显。损伤部位的对神经纤维数量与GDNF的浓度有关，呈“钟形浓度相关，并非线性的。在高浓度和低浓度时GDNF作用较弱15。尽管成束的神经纤维长过断端，但他们无法完成原来的纤

7、维束的对接，而只是长在脊髓的外表。因此单增强神经元内在生长才能是不够的，脊髓断端的环境仍不允许神经生长，可能存在一些蛋白聚糖或者抑制因子18。2GDNF治疗SI的应用前景2.1部分和全身应用2.2转基因技术随着基因技术的开展，基因治疗技术应用于临床已成为可能。目前很多实验说明可以使用逆转录病毒把GDNF基因转入损伤部位的神经细胞，促使其分泌GDNF，并且可以维持长期分泌GDNF的效果。Tanneaat23和Eggers24使用慢病毒介导的分泌GDNF细胞，16周后，仍能检测到损伤部位表达分泌大量GDNF,损伤处的神经纤维增加，运动功能恢复，说明慢病毒介导的方法可以长期分泌GDNF,促进损伤感觉

8、神经元恢复，促进运动神经元的恢复和神经轴突的再生。实验结果同时说明，在结合显微外科神经移植时，运动神经元的恢复和神经轴突的再生更加明显。Zhu等25研究SI后,由单存疱疹病毒介导的GDNF对鼠胸髓半切损伤修复的作用,观察后肢的运动情况，4周后后肢运动评分进步有统计学意义。说明单存疱疹病毒有效的转染到脊髓神经元细胞，证实可以分泌GDNF，促进神经突的生长。Ansrena等26使用转基因技术，通过哺乳动物细胞细胞系分泌GDNF,相比以往通过大肠杆菌等合成的GDNF,具有较高的纯度，较低的免疫排挤反响，获得疗效也较好。2.3结合细胞移植目前细胞移植治疗SI是被看好的治疗方法之一。但由于移植疗效还不是

9、很确切，目前仍处于实验阶段。有研究者27-29使用基因技术，把GDNF基因导入移植细胞，然后移植到脊髓。曹莉等27使用转入GDNF基因的嗅壳细胞，移植入鼠SI模型，实验结果说明，与对照组相比，移植入的带有GDNF基因的嗅壳细胞可以增加分泌GDNF，轴突的再生和运动功能的恢复更加显著。L等28别离纯化和增殖培养分泌GDNF的胚胎源性的NIHSiss小鼠胚细胞NIH3T3细胞在SI后2小时移植入SI处，可以分泌GDNF,早期保护脊髓神经元，促进SI的修复。刘晓刚等29对骨髓间充质干细胞源性神经元样细胞与控释胶质细胞源性神经营养因子结合移植后，对猴损伤脊髓的皮质脊髓束髓鞘的修复效果进展观察，发现进展

10、干细胞移植，或同时给予神经营养因子可以促进损伤脊髓功能的恢复，GDNF对多种神经元均具有抗损伤的作用。Zhang等10GDNF结合雪旺细胞移植可以促进SI神经轴突再生和髓鞘化。3GDNF临床应用需要解决的问题大量的实验证实GDNF对于SI有着很强的修复作用，可以保护神经元细胞，促进轴突的再生，但目前GDNF治疗SI仍处于临床前的实验阶段，要应用于临床应用还需要解决以下问题：1疗效问题，SI目前临床上仍没有确切的治疗方法，所有的方法都停留在实验阶段，GDNF促进SI修复的作用，体外实验和动物实验都已经证实，但哺乳动物，甚至人体内实验目前尚未有实验证实，这需要有进一步的实验来证实。单独使用GDNF治疗SI疗效有限，结合其它方法更有临床应用前景；2平安问题，目前使用的外源性GDNF是重组的GDNF,作为治疗用药，其药代动力学、稳定性、溶解度、纯度等问题以及可能机体带来的副作用仍不确定，近期有实验说明外源性的GDNF，由于纯度等问题，可以使机体产生抗体，影响疗效，甚至会穿插反响，对抗自体生成的内源性的GDNF,对机体产生不良的影响26；3剂量问题，GDNF浓度与轴突再生的做用非线性关系，在高浓度和低浓度时GDNF作用较弱15。甚至有研究说明超出剂量范围使用GDNF反而阻止外周损伤神经元轴突的生长30。转贴于论文联