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嗅鞘细胞移植治疗脊髓外伤性截瘫
既往认为脊髓损伤后,将引起损伤段以下永久性感觉、运动和括约肌功能丧失。这是自人类认识脊髓损伤以来,一直困扰医学界的世界性难题。然而近年来的基础研究发现,脊髓损伤后,采用一些改变脊髓损伤局部环境的方法,能促使损伤神经再生和恢复脊髓部分神经功能。但在临床工作中,促使完全性脊髓损伤的神经功能恢复仍处在零点上,尚无有效治疗方法。因此将基础研究成果应用于临床治疗试验已成为这一领域的前沿和未来工作的重点。在上述这些能促使损伤神经再生和恢复脊髓部分神经功能的方法中,因嗅鞘细胞自身所具有的独特性质而备受重视。在此,将嗅鞘细胞及其移植治疗脊髓损伤的基础研究和临床应用情况做一简单介绍。
脊髓损伤后神经再生的基本特性
传统观点认为,中枢神经系统神经损伤后,由于内在的再生能力差和外在环境抑制,致使轴突不能再生。脊髓是中枢神经系统的重要部分,损伤后也不能再生。但近年来研究发现,中枢神经系统轴突损伤后,将其置于周围神经移植物处,损伤的神经轴突可再生长入周围神经移植物内。这表明中枢神经系统的胶质环境对轴突再生起抑制作用。研究还发现,中枢神经系统轴突的内在再生能力随着与细胞胞体的距离增加而减弱,远端已几乎无再生能力。其原因是远端损伤的轴突不能调控生长相关基因产生大量生长相关蛋白,后者对控制轴突生长具有特别重要的意义。另外应用营养因子可增加轴突生长的能力,但通常这要在已建立再生环境的情况下,营养因子才能发挥作用。因此为了能促进中枢神经系统轴突再生,既要改善损伤区的再生环境,又要提高损伤轴突的内在再生能力。
脊髓损伤后神经再生和功能恢复的实验研究
一、封闭抑制分子Schwab等研究出轴突再生抑制分子IN-1的抗体,证明应用这种抗体在脊髓半切损伤模型中,未损伤侧皮质脊髓束可发出侧芽到损伤侧,并有部分功能恢复。
然而IN-1抗体用于脊髓挫裂伤模型中时,几乎没有促使损伤轴突再生和功能恢复的作用。
二、清除抑制细胞少突胶质细胞产生轴突再生抑制分子,血源性单核吞噬细胞浸润到脊髓损伤区可破坏神经元和胶质细胞。分别清除这两种细胞可促使损伤轴突再生或功能恢复。
三、胚胎脊髓组织移植移植胚胎脊髓组织至脊髓损伤区,可促使损伤轴突再生和部分功能恢复。
四、周围神经移植取肋间神经作为桥梁移植到损伤区,再生神经可穿过肋间神经移植区与下端脊髓相连,并恢复部分功能。这一结果报道后,多家实验室重复该实验操作过程,但均未获得相同的实验结
果。
五、细胞移植包括雪旺氏细胞,被周围神经激敏的单核吞噬细胞、
嗅鞘细胞,将这些细胞移植至脊髓损伤区均能促使损伤轴突再生。但雪旺氏细胞移植后,轴突再生仅能在移植范围内生长,不能重新进入到正常脊髓组织内。被周围神经激敏的单核吞噬细胞、嗅鞘细胞,还能促使脊髓损伤下段部分功能恢复。
六、神经营养因子注入或转基因能分泌神经营养因子的纤维母细胞移植,采用这种方法尤其是后者,可促使损伤轴突再生和部分功能恢复。
嗅鞘细胞的特性
在上述损伤轴突再生和功能恢复的方法中,嗅鞘细胞移植被认为是治疗脊髓损伤最有前景的方法之一。嗅鞘细胞起源于嗅基底膜,分布在嗅球、嗅神经并可伴随嗅束迁徙入脑。它不同于星形细胞和雪旺氏细胞,但同时具有这两种细胞的特性,它存在并迁徙于周围神经和中枢神经之间。在嗅球内,它是惟一接触和包被嗅神经轴突的胶质细胞。在整个中枢神经系统通路中,它包被嗅神经轴突,以防止它们与其他中枢神经系统细胞接触。嗅鞘细胞在其膜上表达出很多与细胞黏合和轴突生长相关的分子和促进神经生长因素的分子。嗅鞘细胞能分泌大量不同种类的神经营养和支持因子。毫无疑问,嗅鞘细胞的这些特性为损伤神经修复和再生以及功能恢复建立了很好的内环境。
嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的实验基础和作用机理
在皮质脊髓束局部损害、脊髓横切和模拟临床的脊髓挫裂伤等动物模型中,当嗅鞘细胞被移植入成年鼠的脊髓损伤区内,它们能与宿主神经实体组织结合为一体,帮助再生神经轴突穿过抑制屏障如髓鞘和胶质组织,并随再生神经轴突迁徙到特殊靶点。在神经脱髓鞘的情况下,嗅鞘细胞能帮助神经髓鞘化和加速神经电生理传导速度。在上述不同实验模型中,嗅鞘细胞移植表现出具有帮助受损神经修复如髓鞘化、再生和脊髓功能恢复的作用。我们在脊髓挫裂伤模型中所得到的实验结果显示,嗅鞘细胞在伤后即刻和伤后两周移植,均能促进神经轴突再生和穿过损伤瘢痕区到达损伤下段,并恢复损伤神经的部分功能。因临床脊髓损伤患者多以挫裂伤为主,与我们的动物实验模型相吻合,因此我们的实验结果则为临床脊髓损伤患者嗅鞘细胞移植后的神经功能恢复,从理论上奠定了基础、提供了依据。结合实验研究和临床研治结果,我们认为,嗅鞘细胞移植后,脊髓损伤患者神经功能恢复的机理在早期可能以损伤修复作用为主,随后可能兼有损伤修复和神经再生两方面的作用,最后则可能将以神经再生的作用为主。
嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的临床状况
经临床初步应用,部分病人出现了明显疗效,神经损伤的功能得到明显的改善。
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