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中药应用于内源性神经干细胞的实验研究进展
目的:概述中药应用于内源性神经干细胞的实验研究现状.方法:在万方数据、维普资讯和中国知网(CNKI)三大全文数据库中检索2001 ～ 2011所有关于中药和内源性神经干细胞实验研究的文献进行系统分析.结果:中药提取物、单味中药、复方中药均对神经干细胞的自我更新和定向分化具有显著的影响.结论:与目前干细胞研究着眼于移植和克隆相比,中药主要强调通过药物激活内源性干细胞、或调整干细胞微环境,进而改善再生反应,将中药中的小分子物质作为先导物质为神经干细胞的研究提供一种有效手段,显示了重大的研究意义及乐观的应用前景.
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神经干细胞增殖的分子机制及中药干预研究进展
从中国知网、万方、PUBMED等数据库中检索有关神经干细胞增殖分子机制及中药干预的文献资料.通过整理、分析、总结发现内源性神经干细胞(endogenous neural stem cells,endogenous,NSCs)增殖受许多因素的调控,特别是与脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、白细胞介素等细胞因子、Notch基因Wnt基因及其信号通路关系密切,且各调控因子之间相互作用、相互影响形成一个精密的调控网络.中药具有多组分多靶点多层次的特点和优势,针对内源性神经干细胞增殖进行药物筛选、组方优化和创新中药研究有重要意义,中药在促进神经干细胞增殖、治疗脑卒中和神经退行性疾病方面具有极好的应用前景.
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黄芩苷对脑缺血后大鼠海马COX-2表达和神经干细胞增殖作用及其可能机制
目的:探究黄芩苷对大鼠全脑缺血/再灌注损伤后动物行为学、内源性神经干细胞再生数量以及COX-2(环氧化酶-2)蛋白表达量的影响,分析其可能的作用机制.方法:84只体质量250～ 300 gWistar大鼠按随机数字表法分为3个实验组(n=28):假手术组(Sham),全脑缺血/再灌注后黄芩苷胃灌注处理组(Baicalin),全脑缺血/再灌注后生理盐水胃灌注处理组(Saline-water).参照Pulsinelli法建立全脑缺血/再灌注损伤大鼠模型,通过Bederson神经症状分级评分、被动回避实验、免疫组织化学检测、蛋白免疫印迹实验分别检测黄芩苷对模型大鼠神经功能损伤、学习记忆能力、内源性神经干细胞增殖数量以及COX-2蛋白表达变化的影响.结果:与假手术组(Sham)比较,Baicalin组与Saline-water组大鼠神经功能障碍症状都更加明显且差异显著;大鼠进入暗室的潜伏期均缩短,错误次数均明显增多;海马脑区5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)阳性细胞数均显著增加;脑组织环氧合酶-2(COX-2)蛋白的表达显著增加.与Saline-water组比较,Baicalin组大鼠经黄芩苷胃灌注干预,神经功能损伤显著改善,潜伏期显著延长,错误次数显著减少;Baicalin组海马脑区Brdu阳性细胞数显著多于Saline-water组,Baicalin组COX-2蛋白的表达水平较Saline-water组明显降低.结论:黄芩苷对大鼠全脑缺血/再灌注损伤具有显著保护作用,其机制可能是通过降低COX-2基因表达、抑制损伤伴随炎症反应,从而改善内源神经干细胞小生境(niche),促进内源性神经干细胞的增殖或存活率.
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电针对MCAO模型大鼠海马区内源性神经干细胞表达的影响
目的 观察电针对大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)后缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)不同时间点大鼠海马区内源性神经干细胞(endogenous neural stem cells,eNSCs)表达的影响,探讨电针对急性脑梗死(acute cerebral infarction,ACl)远隔损害的可能机制.方法 雄性SPF级SD大鼠用线栓法制作MCAO模型,采用随机数字表法分为假手术组、脑梗死组、电针组,每组30只;假手术组仅做手术创伤,脑梗死组仅作MCAO缺血再灌注处理;电针组选取“百会”和“大椎”行电针治疗,每天1次,每次30 min;治疗后第1、7、14天分别评定神经功能缺损程度,同时在各组随机选取6只大鼠处死,分离出缺血侧海马组织,采用免疫荧光法检测海马组织eNSCs增殖与分化表达.结果 (1)大鼠神经功能缺损评分方面:与假手术组比较,脑梗死组在第1、7、1 4天神经功能缺损评分增高(P＜0.05);与脑梗死组比较,电针组在第1、7、14天神经功能缺损评分降低(P＜0.05).(2)BrdU阳性细胞表达:与假手术比较,脑梗死组缺血侧海马CA1、CA3、DG处BrdU阳性细胞数在第1、7、14天均增多(P＜0.05);与脑梗死组比较,电针组BrdU阳性细胞数均增多(P＜0.05).(3) Nestin阳性细胞表达:与假手术组比较,脑梗死组海马齿状回Nestin阳性细胞数在第1、7、14天均增多(P＜0.05);与脑梗死组比较,电针组Nestin阳性表达增加,但仅第7天差异明显(P＜0.05).(4)DCX阳性细胞表达:与假手术组比较,脑梗死组第1、7天DCX阳性细胞增多(P ＜0.05);与脑梗死组比较,电针组第7、14天DCX阳性细胞增多(P＜0.05).(5)NeuN阳性细胞表达:与假手术组比较,脑梗死组海马齿状回NeuN阳性细胞表达在第1、7、14天均增加,但仅第14天时差异明显(P＜0.05);与脑梗死组比较,电针组NeuN阳性细胞表达增多,但仅第1、14天时差异明显(P＜0.05).(6)GFAP阳性细胞表达:与假手术组比较,脑梗死组缺血侧海马齿状回GFAP阳性细胞表达在第1、7、14天均明显增多(P ＜0.05);与脑梗死组比较,电针组GFAP 阳日J性生细胞表达增多不显著,仅第14天时差异明显(P＜0.05).结论 大鼠脑梗死后海马区存在eNSCs增殖与分化,电针治疗可促进脑梗死后神经缺损功能恢复,其机制可能与电针促进脑梗死海马区eNSCs增殖与分化,抑制eNSCs过度分化为星形胶质细胞,及早长时程促进eNSCs分化为神经元,促进神经再生等机制密切相关.
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补阳还五汤对脑梗死大鼠内源性神经干细胞增值分化作用的研究
目的:研究补阳还五汤对内源性神经干细胞(NSC)归巢缺血脑组织的作用.方法:将240只雄性大鼠随机分为模型组、假手术组、补阳还五汤治疗组、正常对照组,采用线栓法制作脑梗死模型,分别给予不同处理,于术后1、3、7、14、21、28天6个时间点分批处死大鼠.用免疫组织化学方法检测各组大鼠海马区BrdU标记的阳性细胞情况和梗死区域及相对应区域的NeuN标记的阳性细胞情况.结果:正常组和假手术组大鼠的海马区可见到少量的BrdU标记阳性细胞,与模型组脑缺血区域相对应区域可见大量的NeuN标记阳性细胞,差异均无明显统计学意义(P>0.05),与假手术组相比,模型组和补阳还五汤治疗组大鼠BrdU标记阳性细胞数目增多,NeuN标记阳性细胞数目减少,差异均具有统计学意义(P<0.05),与模型组相比,补阳还五汤治疗组大鼠BrdU、NeuN标记阳性细胞数目均增多,且第7天时BrdU标记阳性细胞数目达到高峰,第14天时NeuN标记阳性细胞数目达到高峰,差异均具有统计学意义(P<0.05).结论:补阳还五汤可以诱导脑梗死大鼠内源性神经干细胞的增殖分化,在一定程度上具有促进神经再生的作用.
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内源性神经干细胞的应用及其基础研究
目前对于神经系统损伤所致的神经元丢失尚无有效的治疗方法,然而研究表明成年哺乳动物的内源性神经干细胞能产生新的神经元,这些神经干细胞迁移至损伤区域,分化为成熟神经元,填补和部分修复脑组织.近年来研究者们对内源性神经干细胞治疗潜在价值的探讨日益增多,尤其是有关缺血性脑损伤、帕金森病、阿尔兹海默病、创伤性脑外伤的治疗进展.本文就内源性神经干细胞的治疗潜在价值基础研究进展做一综述.
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内源性神经干细胞与脊髓损伤的研究进展
利用内源性神经干细胞治疗脊髓损伤是目前脊髓损伤研究的新热点.正常成年脊髓靠近中央管的室管膜与室管膜下区和白质实质存在内源性神经干细胞,脊髓损伤后内源性神经干细胞被活化并增殖和迁移到损伤区.大部分内源性神经干细胞分化成星型胶质细胞和有助于再髓鞘化的少突胶质细胞,而不是神经元.对内源性神经干细胞的定向分化调控是治疗脊髓损伤的关键问题也是目前尚未解决的难题.
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脊髓损伤后康复训练的潜在生物学机制
脊髓损伤是一种致残率高、后果较为严重的疾病。根据损伤的程度以及损伤平面，采取有针对性的康复措施能有效改善患者感觉、运动功能，进而提高生活质量。本文通过简单介绍各个时期对应的康复训练内容，总结出减轻继发性损伤、改善再生微环境、促进内源性神经干细胞的增殖分化和诱导机体可塑性是康复训练发挥疗效的潜在生物学机制。
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大鼠脊髓损伤后bFGF、EGF海绵对内源性神经干细胞的诱导及修复作用
目的 探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、表皮生长因子(EGF)海绵植入损伤脊髓对脊髓损伤后内源性干细胞的诱导修复作用.方法 采用脊髓半横断制作脊髓损伤模型,将46只大鼠分为对照组(n=6,不损伤脊髓)、模型组(n=20)和实验组(n=20,造模后应用bFGF、EGF海绵治疗),对3组动物进行行为学评分、电生理、电镜及免疫组化检测.结果 实验组动物经bFGF、EGF海绵治疗后,运动功能高于模型组,内源性神经干细胞数量多于模型组(P＜0.05).结论 bFGF、EGF海绵干预可促进脊髓损伤动物内源性神经干细胞增殖、分化,改善受损的脊髓功能.
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高压氧对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞的诱导作用
目的探讨高压氧对脊髓损伤后内源性干细胞的诱导修复.方法脊髓半横断后高压氧治疗,进行行为学评分、电镜及免疫组化检查.结果内源性神经干细胞治疗后较对照组增多.结论高压氧使实验动物内源性神经干细胞增殖、分化加强,脊髓损伤后的功能得到改善.
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银杏内酯B对缺氧缺血性脑损伤新生大鼠内源性神经干细胞的影响
目的:观察不同剂量银杏内酯B(GB)对缺氧缺血性脑损伤(HIBD)新生大鼠内源性神经干细胞增殖分化的影响.方法:清洁级7d龄SD大鼠96只,随机分为假手术组、模型组、低剂量组及高剂量组,后3组采用经典Rice法制作HIBD动物模型,模型制作4h后低剂量组与高剂量组分别按5mg/kg、10mg/kg腹腔注射GB,其他两组分别注射等量生理盐水,每日1次,共5d.每组随机分别在造模后第3,7,14,28天处死,单标、双标免疫组化技术观察4组大鼠海马齿状回颗粒下层区(SGZ)溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU+)及皮质BrdU+/nestin+(聚蛋白)、BrdU+/NSE+(神经元特异性烯醇化酶)、BrdU+/GFAP+(胶质纤维酸性蛋白)阳性细胞的表达,并计数分析.结果:HIBD后BrdU+、皮质BrdU+/nestin+、BrdU+/NSE+、BrdU+/GFAP+细胞数增加,低剂量组、高剂量组均高于模型组,GB高剂量组的阳性细胞数高于GB低剂量组.结论:GB能提高HIBD新生鼠内源性神经干细胞增殖、分化的能力,提示其可以促进神经发生.
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运动训练对脑梗死大鼠侧脑室室管膜下区内源性神经干细胞迁移的影响及其机制
目的:研究运动训练对脑梗死大鼠侧脑室室管膜下区(SVZ)内源性神经干细胞迁移的影响,并观察基质细胞衍生因子-α(SDF1-α)/趋化因子(CXCR4)信号通路在其中的作用.方法:成年Wistar大鼠81只,采用线栓法制作大脑中动脉阻塞再灌注模型,随机分为运动训练组(E,n=18)、运动训练+AMD3100组(EA,n=18)、对照组(C,n=18)、对照+AMD31 00组(CA,n=18)和假手术组(S,n=9).E和EA组从术后第3天起每天予以跑笼运动训练;EA和CA组于术后第2天起隔天注射AMD3100;C、CA和S组则置于普通笼内饲养,不予以任何针对性措施.所有大鼠在造模术后第7、14、21d进行神经功能评分(mNSS),并采用免疫荧光法观察大鼠梗死侧SVZ、纹状体、梗死周围皮质BrdU和Dcx双阳性细胞数,以及梗死边缘区SDF-1α及其受体CX-CR4的表达情况.结果:在造模术后第14天和第21天,E组的mNSS评分均明显优于其他各组(P＜0.05).免疫荧光结果显示:术后第7、14、21天,E组BrdU和Dcx双阳性细胞及SDF-1α、CXCR4阳性细胞在相应区域的表达均多于C组(P＜0.05)、CA组(P＜0.001)和S组(P＜0.001).此外,术后第14天和第21天,E组的BrdU和Dcx双阳性细胞数在各个区域的表达也明显多于EA组(P＜0.05),E和EA组的SDF-1α、CXCR4阳性细胞在梗死边缘区的表达差异无显著性意义(P＞0.05).结论:运动训练促进脑梗死大鼠神经功能的恢复,其机制可能与运动训练上调SDF-1 α/CXCR4的表达,进而促进SVZ的内源性神经干细胞迁移有关.
关键词： 脑梗死 运动训练 内源性神经干细胞 基质细胞衍生因子-1α/趋化因子 -
脑梗死与内源性神经干细胞
目前研究表明脑梗死后,内源性神经干细胞大量增殖、迁移和分化,参与神经再生和脑组织功能的恢复,这改变了长期以来人们认为人脑神经元缺乏再生能力的错误观念.近年来,有研究者试用体外培养神经干细胞(neuralstem cell,NSC)移植至缺血区治疗脑梗死,该方法存在着外源性NSC移植成活率较低,分化具有不可控性、致瘤性、缺血灶神经损伤功能修复不理想等问题,因此对内源性NSC的研究仍是近年来的热点.
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成体内源性神经干细胞的激活及活化策略
神经干细胞具有自我更新和多分化潜能,其应用为中枢神经系统神经再生和功能重建提供了全新的治疗思路.侧脑室外侧壁的室下带(subventricular zone,SVZ)和海马齿状回(dentate gyrus,DG)的颗粒下层是所有成年哺乳动物脑内存在的2个神经干细胞富集区[1],其他区域如脊髓、隔区、纹状体等也分离出了神经干细胞.目前应用神经干细胞修复中枢神经系统损伤已形成两种思路:移植外源性干细胞的"替代治疗"策略和激活内源性干细胞的"补充治疗"策略,而内源性神经干细胞具有来源稳定可靠、无伦理道德问题、无免疫排斥反应、无致瘤性等优势,因此如何充分调动内源性神经干细胞治疗神经系统疾病已成为当前新的研究热点.本文就内源性神经干细胞的激活及近年来的活化策略作一简述.
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内源性神经干细胞与脑缺血后干细胞治疗
脑血管疾病是当今人类死亡原因之一，其中缺血性脑血管病的发病率约占全部脑血管病的80％左右［1］。脑血管病因其发病率、致残率及死亡率之高而成为严重的社会问题。因此如何预防和早期开展积极有效的治疗，降低缺血性脑血管病的死亡率、致残率、提高患者生活质量，成为当前一项艰巨的任务。研究发现，在人类及其他成年的哺乳动物脑内海马齿状回及室管膜下区等部位广泛存在神经干细胞［2-3］。神经干细胞在生理状态下长期存在，具有自我更新和多向分化潜能。在脑组织损伤后，海马齿状回及室管膜下区区域的神经干细胞即会出现增殖、向损伤区域迁徙并且分化为成熟神经细胞，终修复损伤部位［4-5］。尽管脑缺血损伤可以促进内源性神经干细胞的增生，但缺血对神经干细胞的刺激有限，细胞的再生能力不足以满足临床需要。近年来随着对干细胞研究的深入，应用外源性神经干细胞移植治疗脑损伤的尝试取得了较大的进展，但因细胞移植治疗面临伦理的拷问、干细胞资源匮乏以及移植后的免疫排斥反应等问题而受到诸多限制。因此，如何大程度地激发内源性神经干细胞的增生、分化，是促进脑缺血后神经功能恢复的有效途径。
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大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖过程中Wnt-1的表达
目的:探讨大鼠脊髓损伤后信号蛋白Wnt-1的表达及其与脊髓内源性神经干细胞(ENSCs)早期增殖的关系.方法:30只Wister成年大鼠,随机分为正常对照组(A组,n=5)和损伤组(B组,n＝25).A组不损伤脊髓,B组在大鼠T10采用经典Allen′s 打击法(25g·cm)造成脊髓损伤,于造模后1d、3d、1周、2周、4周进行取材,对距离损伤中心5mm的脊髓行免疫组化染色,检测ENSCs的增殖及Wnt-1蛋白表达的动态变化,与A组比较,并统计分析二者之间的相关性.结果:30只大鼠均进入结果分析.A组脊髓在中央管周围、外周软膜可见极少数BrdU/Nestin阳性细胞,白质中几乎没有.B组中BrdU/Nestin阳性细胞于损伤后24h表达于室管膜以及软膜,灰质和白质亦有少量表达,3d时明显增多,1周达到高峰(P<0.05),2周开始逐渐下降,4周时仍可见少量BrdU/Nestin阳性细胞.B组各时间点与A组比较差异有显著性意义(P<0.05).B组大鼠各时间点均有Wnt-1蛋白的表达,损伤后第1天开始表达,3d达到高峰,一直至脊髓损伤后2周Wnt-1都维持在较高的表达水平.Wnt-1蛋白的表达与Nestin的表达具有相关性(r=0.893,P<0.05).结论:大鼠脊髓损伤后信号蛋白Wnt-1表达增加,其可能与大鼠ENSCs的早期增殖有关.
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丙戊酸对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞的影响
目的:探讨丙戊酸(valproic acid,VPA)对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞的影响.方法:45只Wister成年大鼠,随机分为正常对照组(A组,n=5)、单纯损伤组(B组,n=20)、损伤后VPA治疗组(C组,n=20).B组和C组采用Allen's打击模型(25gcm),在T10段造成急性脊髓损伤,C组损伤后半小时给予VPA治疗,每日300m/kg,经腹腔分两次注射,直至取材;B组以相同方法给予等量生理盐水.于损伤后1d、3d、1周、4周、8周进行取材,对距离损伤中心5mm处脊髓进行巢蛋白Nestin免疫组化检测,应用图像分析软件进行Nestin阳性区域面积测算.结果:A组脊髓室管膜细胞中极少数细胞胞浆内有Nestin表达,白质中几乎无表达.B组损伤后24h Nestin表达于室管膜以及软膜,1周达到高峰(P＜0.05),并相向延伸至脊髓白质和灰质;损伤后4周Nestin表达明显下降,8周时很少或几乎无表达.C组Nestin表达在伤后24h与B组无显著性差异,1周时在中央管周围Nestin阳性细胞明显较B组多(P＜0.05),持续至4周时仍高表达,8周时仍有表达.结论:VPA在大鼠脊髓损伤后能够激活内源性神经干细胞.
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维甲酸对缺氧缺血性脑损伤新生鼠内源性神经干细胞增殖分化的影响
哺乳动物脑内在生后仍有神经发生现象,特别是脑皮质及海马周围,病理情况下及某些细胞因子、学习运动等行为以及环境的改变均可诱导神经发生的进一步产生.维甲酸(retinoie acid,RA)是维生素A的衍生物,对于胚胎发育尤其是神经系统的发育起着重要作用,能选择性促进多潜能神经嵴前体细胞的复制、增殖与分化.因此,本研究旨在通过对新生鼠缺氧缺血性脑损伤(hypoxic-ischemic braindamage,HIBD)模型腹腔注射RA,探讨RA对海马区的内源性神经干细胞(neural stem cell,NSC)增殖、分化的影响.
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脑缺血后内源性神经干细胞活化的研究进展
目前,利用神经干细胞来治疗卒中可有两种策略.一种是神经干细胞移植,另一种为内源性神经干细胞的活化.近年来,神经干细胞移植方面的研究已取得一定的进展,但仍受到供体来源不足、取材困难、免疫排斥、安全性及伦理道德等问题的限制.因此,充分诱导内源性神经干细胞活化增殖并向病灶迁移,定向分化为神经元代替缺失的神经元,实现神经功能的修复,可能是更有发展前景的方法.
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缺氧诱导因子-1α对脑梗死后内源性神经干细胞作用的研究进展
神经干细胞（neural stem cels，NSCs）治疗脑梗死无时间窗限制，无出血风险，且移植的细胞可以分泌神经生长因子改善微环境，抑制炎症反应，减少细胞凋亡，促进神经再生，重建受损的神经网络。缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）是脑缺血缺氧损伤中起神经保护作用的关键因子，其在脑梗死后促进NSCs再生的作用广泛而复杂。本文将系统综述HIF-1α在脑缺血缺氧损伤后对促进内源性NSCs增值、迁移、分化方面所起的作用，说明其可能成为临床治疗脑梗死的有效作用靶点。
