作者:袁忠治,胡伟平,哈尔滨医院口腔修复科
中枢神经系统(centralnervoussystem,CNS)包括大脑和脊髓,是所有感官的知觉和运动输出的中枢。CNS的修复和再生能力非常有限,受损的神经元细胞凋亡后无法被取代,并且大多数损伤的CNS不能再生,因此对这个区域的损伤通常非常严重并且往往是不可逆的。
在大多数情况下,CNS功能丧失继发于神经元受损。干细胞可以作为一种新的神经元来源整合到神经组织中,取代已经损失的神经元,或作为一种营养因子源促进内源性神经元再生和存活,为修复CNS提供一个较好的治疗方法。牙髓干细胞(dentalpulpstemcells,DPSC)表达神经元标记物和分泌神经营养因子(neurotrophicfactors,NTF)以及其神经源性分化的能力引起了广泛研究,为应用于治疗神经疾病和损伤提供了潜在可能。
1.牙髓干细胞
1.1DPSC的生物学特性
干细胞的应用是基于它们增殖和分化成新的特化细胞的能力,以便于组织的替换和再生。特别是,DPSC的神经嵴来源和表达巢蛋白的特点证实这些细胞可以分化为功能性神经元,因此适合作为细胞来源替代损伤的神经细胞。DPSC具有自我更新和多向分化潜能,如分化成软骨细胞、脂肪细胞、成骨细胞、成牙本质细胞、神经细胞,同时表达间充质干细胞样(如CD29、CD90、CD、CD、CD、CD)和神经干细胞样(如巢蛋白、神经胶质酸性蛋白(glialfibrillaryacidicprotein,GFAP))干细胞表型标记物。从拔除的智齿组织中可以提取到干细胞,包括牙囊、牙髓和根尖乳头,而这些干细胞显示出间充质干细胞的特点,并具有良好的体外神经分化能力。
1.2DPSC的神经分化潜能
与其他来源相比,来源于牙髓的干细胞显示出最有效的神经源性分化潜力。研究发现,在电刺激下,含有DPSC的培养基中含有更多的pⅢ微管蛋白、胶质纤维酸性蛋白和少突胶质细胞,提示DPSC可以向成熟的多巴胺能神经元分化。数据显示,DPSC在成神经诱导条件下形成了神经元的形态,并在基因和蛋白水平均表达神经元特异性标志物,并且表现出了与功能性神经细胞一致的钠电流以及形成了电压依赖性钠离子和钾离子通道。将DPSC分化的前体神经细胞移植到有脑皮质病变的大鼠脑脊液中,这些细胞可以存活并整合到脑实质中,而后继续保持功能长达4周。
1.3DPSC的神经营养特性
现在人们普遍认识到,间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSC)的主要治疗作用是通过旁分泌产生的抗炎因子和营养因子发挥作用。各项研究表明,DPSC分泌和表达的NTF包括神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)、脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)、神经营养因子-3(neurotrophin-3,NT3)、胶质细胞源性神经营养因子(glialcell-linederivedneurotrophicfactor,GDNF)、血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)和血小板源性神经营养因子(plateletderivedneurotrophicfactor,PDGF)。这些神经营养因子有不同的功效和作用,NGF在促神经突生长中起主要作用,而BDNF和PDGF对神经保护更加重要。
研究证实,DPSC分泌的多种营养因子,如NGF、BDNF、NT-3、VEGF、PDGF和GDNF,超过其他类型细胞如骨髓(bonemarrowmesenchymalstemcells,BMSC)和脂肪间充质干细胞(adipose-derivedMSC,AMSC)的分泌水平。报道称,DPSC源性因子可以促进轴突再生,移植到发育中的鸡胚后能够很好的介导轴突导向,作者证实了DPSC源性因子CXCL12是引导轴突生长的重要因素。这些结果表明了DPSC促进和引导轴突再生的潜能。相反,胚胎干细胞和诱导多能干细胞则缺乏有效的证据支持其修复神经损伤方面的旁分泌能力。因此,MSC,特别是DPSC代表了一个理想的修复和保护CNS损伤的细胞类型。
2.DPSC对中枢神经系统疾病的治疗
2.1DPSC对脑损伤的修复
2.1.1对创伤性脑损伤的治疗潜力
虽然在人的大脑中已经发现了神经干细胞,但是他们对中枢神经的修复作用有限,并且分离和扩增这些细胞也遇到了各种技术障碍和伦理问题。胚胎干细胞和诱导多功能干细胞也可以用于修复神经系统损伤,特别是用于细胞替代治疗,而且相比而言后者也克服了许多伦理问题。然而,利用人骨髓间充质干细胞的新疗法已经越来越受到人们的白癜风医院名医齐聚多维立体精准白癜风治疗方案
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