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神经干细胞(Neuralstemcell)上世纪50年代以前,成年哺乳动物脑内神经细胞不具备更新能力,一旦受损乃至死亡,不能再生。这种观点使人们对帕金森病、多发性硬化及脑脊髓损伤的治疗受到了很大的限制。虽然传统的药物及手术取得了一定的进展,但是仍不能达到满意的效果。近年来,生物医学技术迅猛发展,神经生物学的重要进展之一是发现神经干细胞的存在,特别是成体脑内神经干细胞的分离和鉴定具有划时代意义。NSC的发现成熟的神经元不能再生？1913年，Cajal断言，在成年人中枢神经系统内,神经传导通路是恒定不变的,神经元死后也不可能通过细胞分裂、增殖而得到补充。成年人每年有5%的多巴胺神经元死亡，按上观点，20年左右就死完。1965年，AitmanJ和DasGD首先向这一观念提出挑战，他们证实在成年啮齿类前脑中，形态类似神经元的细胞有新的DNA合成。1992年，Reynolds和Weiss首次利用“Neurosphere”法成功地从成年小鼠纹状体分离了神经干细胞；Weiss等于1996年首次报道从成年哺乳动物脊髓内分离到神经干细胞；1998年，Okano（日本）在成人脑组织中证实了神经干细胞的存在。Weiss,1996定义1997年，Mckay在《Science》上发表文章认为，神经干细胞就是指具有分化为神经元和神经胶质细胞的能力，能自我更新，并足以提供大量脑组织细胞的细胞；2000年Gage也在《Science》上发表文章，NSC定义为：来源于神经系统能产生神经组织；具自我更新能力；能通过不对称分裂产生除自我子代以外的其它类型的细胞（神经前体细胞）。神经上皮干细胞（依赖EGF、bFGF）神经球干细胞（依赖EGF）分化神经上皮干细胞神经元祖细胞系双潜能祖细胞神经胶质祖细胞系双极神经母细胞多极神经母细胞成熟神经元室管膜细胞(贝格曼星形细胞)神经干细胞研究主要集中在以下几个方面：神经干细胞的分离鉴定神经干细胞的体外增殖神经干细胞的定向分化神经干细胞的应用研究显著的生物特性:一、是具有高度的自我更新能力,能够重复进行有丝分裂,产生大量子代细胞;二、是在一定条件下可以分化成神经细胞和神经胶质细胞(包括星形胶质细胞和少质胶质细胞)。其增殖方式有两种:对称分裂(symmetriccelldivision),形成两个相同的子干细胞;非对称分裂(asymmetricccelldivision),即干细胞分裂后的两个子细胞一个为干细胞,而另一个为祖细胞,祖细胞在外界刺激因子的作用下可以向多个细胞系的终末期分化.三、组织融合性好：可以与宿主的神经组织良好融合，并在宿主体内长期存活。当移植入中枢神经系统后不具有免疫排斥反应。脑和脊髓由于血脑屏障的存在使之成为免疫系统中较为特殊的器官。神经干细胞的生物学特性标志蛋白Nestin（巢蛋白，神经上皮干细胞蛋白）分布在细胞质中Neurospheresarestainedwithahumanspecificnestinmarker(Red).Blue,DAPInuclearstain.Humanretinal(视网膜)neurosphereshowingpositivestainingfortheneuralprogenitorcellmarkerNESTIN(red)andwithGFAP(green)positivestainingindicatingglialcelllineage.nuclei(blue)arestainedwithdapi.CD133花生凝集素PNA，热稳定蛋白阴性来源于神经组织,目前从哺乳动物胚胎期大部分脑区、成年期的脑室下区、海马回的颗粒下层、脊髓等部位均成功分离出神经干细胞来源于胚胎干细胞(embryonicstemcells,ESCs)、胚胎生殖细胞(embryonicgermcells,EGCs)等细胞的定向诱导分化而来,但因伦理道德、潜在的致瘤性、组织相容性等问题使其应用受到一的限制。来源于血液系统的骨髓间质干细胞(bonemarrowmesenchymalstemcells,MSCs)［9］、成年多能祖细胞(multipotentadultprogenitorcells,MAPCs)及脐血细胞(umbilicalcordblood)。来源于永生化细胞系C17.细胞系、MHP36细胞系、NT2细胞系。一些干细胞系因来源于肿瘤组织或转导了原癌基因,其治疗疾病的安全性值得怀疑。体核细胞转移技术获得神经干细胞将体细胞核植入去核的卵母细胞浆中,再程序化后形成治疗性克隆,让其发育到一定阶段后在相应部位获得神经干细胞,可重建组织相容性神经干细胞的来源分布＆定位哺乳动物胚胎中的神经干细胞主要位于七个部位：嗅球（olfactorybulb）、侧脑室脑室区（室管膜上皮）、脑室下区（subventricularzone,SVZ）、海马（hippocampus）、脊髓、小脑和大脑皮质。成年哺乳动物的脑室下区、纹状体(striatum)、脊髓和海马齿状回（subgranularzone,SGZ）等区域均分离出了NSCs。神经干细胞的分化机制神经干细胞定向诱导分化调控是目前神经干细胞研究的重大课题,脑内主要组织细胞包括神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞等。大脑的功能主要依赖于神经元并通过神经信息的传递方式来实现。脑内神经元种类繁多且功能极为复杂,如胆碱能神经元、儿茶酚胺能神经元、5-羟色胺能神经元及肽能神经元等。不同功能的神经元分布在脑内不同的部位,通过合成及释放相应的神经递质发挥各自独特的功能。神经干细胞的分类1.根据分化潜能及产生子细胞种类不同分为：1）神经管上皮细胞：分裂能力最强，只存在胚胎时期，可以产生放射状胶质神经元和神经母细胞；2）放射状胶质神经元，可以分裂产生本身并同时产生神经元前体细胞或是胶质细胞，主要作用是幼年时期神经发育过程中产生投射神经元完成大脑中皮质及神经核等的基本神经组织细胞；3）神经母细胞，成年人体中主要存在的神经干细胞，分裂能力可以产生神经前体细胞和神经元和各类神经胶质细胞；4）神经前体细胞，各类神经细胞的前体细胞，比如小胶质细胞是由神经胶质细胞前体产生的。2.根据部位分类主要有两类：神经嵴干细胞(neuralcreststemcell，NC-SC)和中枢神经干细胞(CNS-SC)。NCSC为外周神经干细胞(PNS-SC)，既可发育为外周神经细胞、神经内分泌细胞和Schwann氏细胞，也能分化为色素细胞(pigmentedcell)和平滑肌细胞等。NSC一般是指存在于脑部的中枢神经干细胞(CNS-SC)，其子代细胞能分化成为神经系统的大部分细胞。神经干细胞的分化受基因调控基因表达的时空方式受到其自身固有的分子程序的调控和周围环境的影响。胚胎干细胞向神经干细胞的分化需要基因调控,特别是不同发育分化阶段决定神经干细胞向所需功能神经细胞定向分化的主要调控基因。Pevny等将神经元特异性的Soｘ2基因转染胚胎干细胞,再经维甲酸诱导,可获得90%以上的神经细胞。Giebel等表达Nurrl基因对于中脑神经前体细胞分化为多巴胺能神经元起决定作用。这些研究表明基因调控与神经干细胞的定向分化密切相关。与神经干细胞诱导分化的细胞因子有1.白细胞介素类,如IL-1、IL-7、IL-9及IL-11等。2.神经营养因子对神经干细胞分化到终末细胞的整个过程均有影响,如果将培养的神经干细胞置于脑源性神经营养因子作用下,大量的神经干细胞可以表现出分化神经元的特性。生长因子类如上皮生长因子、神经生长因子及碱性成纤维细胞生长因子等也影响神经干细胞的分化。T3---少突细胞细胞睫状神经营养因子---星形胶质细胞分化血小板源性神经营养因子----神经元BFGFEGF-----保持未分化状态。神经干细胞对不同种类、不同浓度的因子以及多种因子联合应用作用各不相同,在神经干细胞发育分化的不同阶段,相同因子的作用也不同。培养胚胎或成体组织分离培养；胚胎干细胞定向诱导；反转录病毒导入原癌基因（V-myc）转化神经细胞。组织分离培养体外神经干细胞分离培养的组织来源主要有：囊胚(桑椹胚或胚泡)，胎脑室管膜组织、海马和纹状体、骨髓和脐血。经典方法：Reynolds和Weiss所创立的“neurosphere法”成年大鼠纹状体或脊髓胰酶消化在基础无血清培养基【DMEM/F12(1:1)】中机械吹打成单细胞悬液以5000~10,000个细胞/ml接种于含有“B27＆bFGF”或“EGF＆bFGF”的基础无血清培养基中原代细胞24h内自动聚集成团存活的细胞中NSC＞90％2～3代无血清培养后NeurosphereSingalNSCNSC增殖与分化的因子表皮生长因子（epidermalgrowthfactor,EGF）EGF在发育脑和成体脑内均有表达，且神经元和星形胶质细胞均可表达。EGF受体（epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR）是酪氨酸激酶受体，由Erb-B基因编码。出生后EGFR在小脑颗粒层、室下区、齿状回等生发区表达；成年后仅限于室下区和齿状回。敲除Erb-B基因的小鼠，因缺乏EGFR，皮质神经发生区消失，这说明EGF在神经生发过程中发挥重要作用。实验证明，EGF可使Brd-U标记的神经前体细胞明显增加。胚胎鼠的视网膜神经前体细胞在EGF作用下可分化成神经元和胶质细胞。EGF对鼠纹状体和脑室下区分离的干细胞也有增殖作用。成纤维生长因子（fibroblastgrowthfactor,FGF）胚胎发育早期，FGF在神经增殖和发生的区域内表达，在成年脑内仍存在FGF的持续表达。FGF通过FGF受体（fibroblastgrowthfactorreceptor,FGFR）发挥作用。FGF可刺激神经干细胞增殖分化。幼鼠皮下注射bFGF可刺激包括海马和小脑的颗粒层在内的神经发生区域神经干细胞的增殖。将bFGF注入成年鼠的侧脑室内可引起室下区神经前体细胞增殖，同时可见从室下区迁移之嗅球的神经元数量增加。体外实验证实，bFGF可促进细胞分化并决定分化方向，起作用呈bFGF浓度依赖性。FGF-2浓度为0.1ng/ml时，神经前体细胞增殖，形成神经元前体细胞克隆。而FGF-2的浓度为1~10ng/ml时，神经前体细胞可分化为神经元和少突胶质细胞，若再加入其他因子，可分化成星形胶质细胞。BFGF可与其他因子共同调节神经干细胞增殖，在胰岛素抑制因子（IGF）和血小板衍生的生长因子（PDNF）存在下，bFGF对能分化成少突胶质细胞和星形胶质细胞的双潜能胶质前体细胞具有促增殖作用。Snyder的研究结果表明，移植到纹状体中的NSCs可分化成多巴胺能神经元；Parati等对嗅球来源的NSCs治疗PD的潜能进行了研究，发现部分分化的神经前体细胞植入纹状体后可以表现为多巴胺样神经元，小鼠的运动功能较术前有明显改善；Svendsen等将神经祖细胞通过EGF和bFGF的体外诱导扩增后，植入单侧PD模型大鼠的纹状体，2周后，发现移植区依然有大量未分化细胞，20周后，NSCs部分分化成多巴胺能神经元。目前神经干细胞被用于治疗的疾病类型中风（脑梗塞、脑出血）、小脑萎缩症（脑性瘫痪）、脊髓损伤脑萎缩、共济失调、脑外伤后遗症、帕金森氏综合症、运动神经元病（ALS）、多发性硬化、面瘫多系统萎缩症（MSA）、老年痴呆症、视神经萎缩应用于中枢神经损伤的治疗帕金森病（Parkinson'sdisease）常见于中老年的神经系统变性疾病，多在60岁以后发病。主要表现为患者动作缓慢,手脚或身体的其它部分的震颤,身体失去了柔软性,变得僵硬。黑质神经元脊髓损伤（Spinalcordinjury）SCI是常见的神经外伤,可因各类事故、运动、暴力等造成，会造成损伤平面以下的感觉、运动障碍，反射异常以及大小便失禁等相应的病理改变。在损伤后，脊髓组织经历了一系列病理学变化,包括出血、神经元坏死、脱髓鞘、轴突再生等,但它的损伤及修