中药诱导干细胞分化为神经元样细胞探究思路及方法.docVIP

中药诱导干细胞分化为神经元样细胞探究思路及方法程　伟　邬　伟　郑国庆 摘　要：介绍人脐血干细胞的生物学特性、体外定向分化为神经元样细胞及体内移植应用现状。阐述中药诱导脐血干细胞分化为神经元样细胞的思路和方法，主要有中医理论指导及中药的选择、中药诱导方法的优化、神 经元样细胞功能的检测及在移植中的应用和主要风险。 关键词：干细胞；分化；神经元；中药 中图分类号：R285.5 文献标识码：A 文章编号：1673－7717(2007)07－1403－04 干细胞(stem cells)是指具有增殖和分化潜能的未分 化的原始细胞，根据组织来源，干细胞可分为造血干细胞 (hematopoietic stem cells，HSCs)、问充质干细胞(Mesencby- real stem cells，MSCs)、神经干细胞(neural stem cells，NSCs) 和内皮干／祖细胞等。MSCs最早发现于骨髓中，亦称做骨 髓间充质干细胞，此外，在脐血、外周血和胎肝中均存在，这 是一类具有高度自我更新和分化能力的多能干细胞，在神 经系统疾病的治疗中有着良好的应用前景，需要纠正的是 很多文章将骨髓来源的骨髓间充质干细胞与骨髓间充质干 细胞混为一谈。近来大量研究表明，在一定的诱导条件下， 如运用单味中药，中药有效成分，中药复方，化学诱导剂、生 长因子、或者二者联合等，脐血中的部分细胞在体外培养或 体内移植后可分化为神经元样细胞，并可促进动物神经功 能受损恢复。现就中药诱导脐血干细胞分化为神经元样细 胞的研究思路和方法试作阐述。 1 人脐血干细胞的生物学特性 脐血是胎儿出生时脐带内及胎盘近胎儿侧血管内血 液，脐血内干／祖细胞含量丰富，占有核细胞的0.98％， 是造血、间充质、神经等多种干／祖细胞的丰富来源。实验 研究和临床移植表明，脐带血干细胞比骨髓和动员的外周 血来源的干细胞更原始，更具有自我更新、增殖分化和体外 扩增潜能。此外，脐带血中的淋巴细胞未接受外界抗原刺 激，免疫原性较弱。Gang等，将来源于人的新鲜脐血单个 核细胞分离培养，发现传至第2代时即可见大量均一的成 纤维状贴壁细胞，大约86％的细胞处于GO／G1期。其与造 血有关的表面抗原CD14、CD34、CD45均为阴性，上皮细胞 标记抗原CD31、CD106亦为阴性，而与MSCs相关联的抗 原CD13、CD29、CD44、CD49e、CD54、CDg0、AMSA、SH2 (CD105)、SH3(CD73)均为阳性。不表达HLA－DR。 RT －PER分析发现脐血MSCs表达IL－6、SCF和SDF21等细 胞因子，而不表达IL－3。研究发现人脐血单个核细胞来 源的干细胞有向神经细胞分化的潜能，在适当的诱导条 件下还可以分化成骨细胞，成软骨细胞，脂肪细胞和骨骼肌 细胞。Erices等，将体外扩增培养的人脐血MsCs输入到裸 鼠体内，不久在裸鼠骨髓、心肌、牙齿、脾内均检测到人 DNA。Lee等，将冻存了0.5－1年的47份脐血和40份骨 髓单个核细胞进行分离扩增培养，发现6代以前的脐血 MSCs增殖能力大于骨髓来源的MSCs，脐血来源MSCs早期 增殖能力强可能与脐血具有较多更原始的干细胞有关。 2　人脐血干细胞体外定向分化为神经元样细胞及移植应 用 脐带血干细胞在体外扩增迅速，在适宜的条件下其在 体外和体内均可以分化为神经元样细胞。研究者们尝试了 各种手段以期能找到效率较高的诱导方法，包括几种化学 诱导剂联合，生长因子之间配伍，化学诱导剂与生长因子联 合，单味中药，中药有效成分，中药复方，或应用接近生理状 态条件的培养基等。对于脐血MSCs体外定向分化为神经 细胞的研究(见表1)，运用不同的诱导剂组合，还是选取合 适的单一表型细胞群作为细胞来源，亦或是二者结合是否 能更有效的提高诱导分化效率，仍需要深入研究。 中枢神经系统损伤后的自身修复能力是比较有限的， 因此细胞移植替代治疗成为近年来神经科学领域研究的热 点之一。 2001年Chen等，研究发现，大脑中动脉栓塞大 鼠尾静脉注入经维生索A衍生物处理过的人脐血细胞后。 动物的行为能力有所改善，NSS神经系统损伤严重程度评 分(MSS评分)高于模型组，14天时脑内可见鼠抗人单克隆 抗体1281标记的阳性细胞。部分移植细胞在损伤侧大脑表 达神经元特异性标志物MAP－2，NeuN及星形胶质细胞标 志物GFAP。2002年Lu等，经静脉注射脐血干细胞来减 轻实验鼠脑创伤造成的神经功能缺损。注射1个月后，部分 脐血干细胞迁移到脑，并表达神经元核心蛋白，MAP－2。 GFAP，治疗后与对照组相比运动功能明显改善。2003年 Willing等，运用经颅内直接移植和静脉移植脐血干细胞 两种