神經干細胞衰老的研究進展

張敏杰　王曉梅(通訊作者)

1)同濟大學醫學院　上海　200092　　2)同濟大學附屬第十人民醫院特需診療科　上海　200072

神經干細胞衰老的研究進展

張敏杰1)王曉梅2)(通訊作者)

1)同濟大學醫學院上海2000922)同濟大學附屬第十人民醫院特需診療科上海200072

【摘要】神經干細胞廣泛分布在哺乳動物胚胎腦內，在成人的腦內室管膜下區、胼骶體下區等均有分布。其具有分化潛能和自我更新特點，在合適條件下會轉化為神經元、星形膠質細胞等，可發揮神經修復作用。而一旦神經干細胞所處的微環境發生改變，或增殖、分化等基因突變，則會引起神經干細胞的衰亡。造成神經干細胞無法發揮正常的神經保護和修復作用，故抑制神經干細胞衰老在臨床上有重要價值。

【關鍵詞】神經干細胞；衰老；修復保護

神經干細胞是近年來臨床上神經外科研究熱點之一，其不僅涉及到神經系統的發育，且在神經修復和退行性病變治療上也發揮重要作用。目前對神經干細胞定義是未分化，具有潛能性，可自我更新的細胞，能在體內適應并選擇不同細胞命運的細胞。其分裂方式有兩種，分別是對稱分裂和不對稱分裂[1]。分別上主要是室管膜下區、顆粒細胞下層、胼胝體下區、小腦邊緣區域。研究[2]稱，神經干細胞隨著年齡增長也會出現衰老情況，降低對人體的保護作用，最終造成神經退行性病變難以修復。故在臨床上目前著重于神經干細胞衰老的研究。

1神經干細胞的基本原理方法

目前神經干細胞的培養主要依賴體外培養，原培養的神經干細胞則是從小鼠的腦皮質、海馬下區、海馬齒狀回等形成，神經球培養的制備則包含有異質性群體、神經干細胞和分化的神經細胞，加上細胞擴增短期內很難獲得大量的神經干細胞。研究[3]通過對6個組氨酸序列的肽表皮生長因子，而這些編碼生長因子在鎳螯的玻璃板和聚乙烯培養皿上，這種方法的優勢具有高選擇性、快速、大量擴增神經干細胞。研究[4]稱，大鼠骨髓充質干細胞在標明處理過一次性塑料細胞培養皿中培養，增殖現象很明顯，且會有分化潛能。

為了研究堿性成纖維細胞生長因子、表皮生長因子、胰島素樣生長因子等對神經干細胞增殖和分化，促使大腸埃希菌融合編碼6個組氨酸核苷酸序列，而這些融合蛋白生長因子以單-因子和兩種因子組合，微陣列鎳離子功能化芯片上，而這些神經干細胞則能顯示出5種生長因子對神經干細胞行為影響性。加入以上2種不同生長因子，對神經干細胞的影響性不單是簡單的疊加，而隨著組合不同，在作用上表現為競爭、協同和破壞，甚至不同于單一因子原有作用[5]。研究[6]稱，對神經干細胞的神經系統中Nestin中來預測神經系統性原發性惡性腫瘤惡性度和病死度，目前臨床上采用Brdu作為新生細胞作為檢測標志物，但對神經干細胞有誘導壞死作用。

2影響神經干細胞衰老的相關因素

研究[7]稱，小腦前腦SVZ祖細胞會隨著年齡的增長形成嗅覺神經和增殖生成下降，而這些改變均和P16表達升高有關。研究稱，P16缺陷不影響腸神經系統細胞功能，而這說明了神經干細胞在衰老過程中隨著p16表達升高而出現不斷變化。臨床上對轉錄抑制蛋白基因家族有保護神經干細胞更新和增殖能力的作用。通過動物研究證實，在成年小鼠神經干細胞和人胚胎神經干細胞中，Bmi-1的升高能增強神經干細胞的自我更新能力，而抑制則會破壞神經干細胞的受損。敲除之則胚胎神經干細胞衰老現象。研究[8]稱，敲除Bmi-1小鼠胚胎神經干細胞，P21屬于細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑，隨著水平升高，會促使細胞周期阻滯。體外培養神經干細胞促使細胞增殖和神經元的生成，對體外培養神經干細胞會明顯下降。研究稱，Ink4a/Arf表達不但會受Bmi-1抑制，且受到HMGA2的限制，其會隨著前者表達升高而不斷升高。從而促使Let-7b表達增加，引起神經干細胞功能和數量的下降，即神經干細胞的衰老[9]。

研究[10-11]稱，神經干細胞的自我更新主要依賴于轉錄因子TLX，其會將轉錄因子TLX轉至下游靶基因而抑制，調節神經干細胞增殖，而TLX和HDAC3、HDAC5作用下，而區域含有一個保守的核受體-共調節蛋白相互作用序列IXXLL。研究稱，表達一種含有最小的HDAC5相互作用，由此誘導P21和Pten基因表達，從而促使神經干細胞增殖，P21基因和早老年性癡呆、關節炎等癌癥和衰老均有密切關系[12]。

研究[13]稱，SVZ神經干細胞、SGZ神經干細胞是胚胎發育發育過程中在精息狀態下會出現激活，發揮神經修復作用。而神經干細胞靜息形態則會發生蛋白及其受體。而后又會和BMP及BMPR-IA結合，可促使SMADI磷酸化。研究稱，BMP拮抗劑能增強神經干細胞增殖，長期使用神經前體細胞減少，抑制了其生成，從而神經干細胞衰老。故BMP對保護神經干細胞靜息和增殖的平衡有很重要的作用[14]。

報道[15-16]稱，氧濃度對神經干細胞有重要價值，其通過對體外小鼠的研究得出，若小鼠處于21%氧濃度時則在培養的第3～4周后中腦神經則會和年齡正相關，端粒長度也會明顯縮短，會引起細胞周期阻滯。增殖能力明顯下降，同時也會促使細胞衰老、凋亡、自溶，氧濃度控制在3%，則端粒酶的有效成分具有穩定性和高表達性，會抑制中腦細胞前體細胞保護神經干細胞的特性。故臨床上低濃度氧會促使體外培養神經干細胞和神經祖細胞神經球的聚集程度，且可參與正常神經干細胞的自我修復[17]。

另外，低溫也有保護神經干細胞的作用。研究[18]稱，在32 ℃對小鼠的神經干細胞系損傷較37 ℃低，特別是在缺損表皮生長因子情況下。我們從中可推測出低溫能損傷表皮生長因子，造成神經干細胞的凋亡，而低溫能抑制神經干細胞向膠質細胞分化，促使神經干細胞的比值增大。而低溫誘導的RNA結合蛋白則能很好的對神經起到保護作用，液態氮則能對神經干細胞恢復后起到很好的作用。

3神經干細胞的發展趨勢

神經干細胞的作用目前研究最主要的是干細胞移植和轉基因治療兩個方面。研究[19]稱，體外神經干細胞的治療作用不僅僅表現在分化生成新的神經元和神經膠質細胞，神經干細胞能分泌營養性因子，能促進神經元生長，在離體試驗中獲得新生，在神經干細胞中重新獲得良好的能力。而取自胚胎階段的神經干細胞有很好的再生功能，移植后會出現大量的神經干細胞替換衰老細胞，而新生細胞則有很好的再生能力，能及時清除有害物質，能及時分泌出有助于身體物質，且能增進全身營養，從而起到修復機體的功能。

研究[20]稱，神經干細胞有遺傳作用，能通過病毒或非病毒進行基因轉移且持續性表達在外源性基因上，同時能整合到宿主細胞從正常的神經干細胞進行分化的能力，且其具有可塑性，能攜帶多種基因，且不良反應低，具有免疫耐受性的作用，這些均有效的作用在治療上。

4結語

神經干細胞是目前臨床上研究熱點之一，雖然在很多方面取得較好效果，但在細胞的增殖、衰老等方面仍存在缺陷。其在治療神經退行性病變、神經損傷和腦腫瘤等方面均有廣闊的發展趨勢，但這些距離臨床試驗仍有很長的路，目前多數是對機制的闡述，仍在動物研究階段，臨床運用仍有待我們的研究和探討。

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(收稿2015-06-12)

【中圖分類號】R339.3+8

【文獻標識碼】A

【文章編號】1673-5110(2016)09-0141-02