蔡韻竹 朱姝 劉堯 陳旭
中國(guó)醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·附屬口腔醫(yī)院兒童口腔科遼寧省口腔疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 沈陽(yáng) 110002
牙源性干細(xì)胞(dental stem cell,DSC)是胚胎神經(jīng)嵴來源的成體干細(xì)胞群,與神經(jīng)組織同源。與其他組織來源的MSC相比,DSC具有更強(qiáng)的增殖和多向分化能力,且具有獲取容易、取材創(chuàng)傷小和免疫排斥反應(yīng)低等優(yōu)勢(shì),是組織再生的理想干細(xì)胞源之一[1-2]。
本文就DSC應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病組織修復(fù)與再生的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
DSC包括牙髓干細(xì)胞(dental pulp stem cell,DPSC)[3]、脫落乳牙干細(xì)胞(stem cell from human exfoliated deciduousteeth,SHED)[4]、牙周膜干細(xì)胞(periodontal ligament stem cell,PDLSC)[5]、牙囊干細(xì)胞(dental follicle stem cell,DFSC)[6]和根尖牙乳頭干細(xì)胞(stem cellsof apical papilla,SCAP)[7]。
2000年,Gronthos等[3]從牙髓中分離提取出DPSC,并表明DPSC具有向骨、軟骨、脂肪、神經(jīng)和內(nèi)皮細(xì)胞分化潛能。之后,更多種類的DSC被提取出來。SHED是從脫落的乳牙牙髓中獲得,在非神經(jīng)誘導(dǎo)下,可表達(dá)巢蛋白、微管蛋白(β-Ⅲtubulin)等神經(jīng)標(biāo)志物,這可能與牙髓來源于神經(jīng)嵴有關(guān)[4]。SHED在神經(jīng)特異性誘導(dǎo)條件下培養(yǎng),不僅表達(dá)神經(jīng)干細(xì)胞特異性標(biāo)志物,同時(shí)表達(dá)早期和晚期神經(jīng)元以及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物[8]。PDLSC來源于牙周膜組織,具有分化為外胚層(神經(jīng)源性)、中胚層(成骨性和成軟骨性)以及內(nèi)胚層(胰腺)細(xì)胞譜系潛力[9]。DFSC來源于未萌出牙齒周圍的牙囊濾泡,經(jīng)神經(jīng)誘導(dǎo)分化后的DFSC可不同程度地表達(dá)晚期神經(jīng)元標(biāo)志物如神經(jīng)絲蛋白[10]。SCAP存在于未發(fā)育完成的恒牙根尖周組織中,表達(dá)多種神經(jīng)生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)因子,且有體外實(shí)驗(yàn)[11]證明SCAP條件培養(yǎng)基能夠促進(jìn)神經(jīng)突的生長(zhǎng)。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制著人體感覺和運(yùn)動(dòng),損傷后會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,可導(dǎo)致疼痛、認(rèn)知或運(yùn)動(dòng)功能損傷,嚴(yán)重影響患者日常生活。
脊髓損傷是一種嚴(yán)重致殘性疾病,可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)和感覺功能部分或全部喪失。脊髓損傷的病理生理學(xué)變化分為2個(gè)階段,最初以組織破壞為主,如神經(jīng)細(xì)胞和血管的機(jī)械損傷,后引起神經(jīng)炎癥反應(yīng),如興奮性毒性、氧化應(yīng)激和凋亡引起的繼發(fā)性損傷[12]。DSC移植可降低脊髓損傷大鼠神經(jīng)元細(xì)胞凋亡率,并可分化為成熟神經(jīng)元,維持神經(jīng)元存活,通過向少突膠質(zhì)細(xì)胞分化來替代受損細(xì)胞,保護(hù)神經(jīng)纖維和髓鞘,促進(jìn)橫斷軸突再生,促進(jìn)脊髓損傷動(dòng)物神經(jīng)功能恢復(fù)[13]。Yang等[14]發(fā)現(xiàn):未分化DPSC移植可以通過抑制白細(xì)胞介素-1(interleukin-1,IL-1)和Ras同源基因家族成員A的表達(dá)減輕炎癥反應(yīng)和促進(jìn)神經(jīng)突再生。此外,DPSC可通過降低磺酰脲受體1表達(dá)來降低脊髓損傷導(dǎo)致的出血性壞死率。
DSC參與神經(jīng)組織再生除直接替代作用外,與其旁分泌作用亦密切相關(guān)。研究[11]表明:在完全橫斷的脊髓模型中存在髓磷脂相關(guān)糖蛋白、少突膠質(zhì)髓磷脂糖蛋白等中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂和神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕相關(guān)的生長(zhǎng)抑制因子,而DPSC分泌的營(yíng)養(yǎng)因子,如腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)等,能夠促進(jìn)軸突再生。含有DPSC的高度血管化支架可通過旁分泌介導(dǎo)的血管生成和神經(jīng)再生作用,調(diào)控脊髓神經(jīng)損傷修復(fù)[15]。
胃潰瘍屬于消化內(nèi)科疾病,該疾病的臨床發(fā)病率非常高,患者常常會(huì)合并胃出血發(fā)病,引起患者的嘔吐、便血、腹脹等癥狀,嚴(yán)重患者還會(huì)出現(xiàn)胃穿孔癥狀。胃潰瘍合并胃出血患者的臨床治療對(duì)患者的預(yù)后有很大影響,對(duì)患者的生存治療也有很大的影響,傳統(tǒng)的治療時(shí)對(duì)患者進(jìn)行局部止血,并用H2受體拮抗劑治療。現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)發(fā)展后,發(fā)現(xiàn)胃潰瘍和幽門螺桿菌感染有關(guān)聯(lián)性,所以質(zhì)子泵抑制劑對(duì)患者的治療效果比較好,此次就我院胃潰瘍合并胃出血患者接受奧美拉唑治療的效果進(jìn)行分析,有報(bào)道如下。
SHED也具有促進(jìn)脊髓損傷后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的效果。有學(xué)者[16]研究發(fā)現(xiàn):在脊髓損傷大鼠手術(shù)后6 h進(jìn)行SHED移植,可保護(hù)神經(jīng)元免受早期凋亡,有利于脊髓腹角處更多運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活,并且這種神經(jīng)元存活可持續(xù)至病變后6周;同時(shí),SHED可以減少星形膠質(zhì)細(xì)胞增殖,阻斷T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)入脊髓實(shí)質(zhì),降低促凋亡因子腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表達(dá),使脊髓組織中的線粒體組成蛋白保持正常水平;此外,SHED移植可防止神經(jīng)元興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白3和神經(jīng)元一氧化氮合酶過度表達(dá),對(duì)脊髓神經(jīng)損傷具有保護(hù)作用。有研究[17]將SHED聚合體聯(lián)合SHED懸液用于大鼠全橫斷脊髓損傷模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠后肢功能明顯恢復(fù),免疫熒光染色顯示髓鞘及神經(jīng)纖維修復(fù)再生。應(yīng)用Basso Beattie Bresnahan運(yùn)動(dòng)自評(píng)量表對(duì)DPSC和SHED以及人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMMSC)神經(jīng)再生能力進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果發(fā)現(xiàn)DPSC和SHED組具有更高的評(píng)分,表明DSC的神經(jīng)修復(fù)能力比BMMSC更強(qiáng)[1]。
SCAP在修復(fù)脊髓損傷促進(jìn)功能恢復(fù)方面也表現(xiàn)出較大的潛力。SCAP可以減少炎癥脊髓組織中TNF-α的表達(dá)和分泌,并通過分泌激活素A刺激少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞分化,證明SCAP在脊髓損傷修復(fù)中具有潛在療效[18]。還有研究[19]報(bào)道將SCAP、BDNF與藥理活性微載體聯(lián)合應(yīng)用治療大鼠脊髓挫傷,可顯著改善大鼠的運(yùn)動(dòng)能力,降低誘導(dǎo)型神經(jīng)元一氧化氮合酶的表達(dá),上調(diào)β-Ⅲtubulin、生長(zhǎng)相關(guān)蛋白-43和5-羥色胺的表達(dá),從而改善大鼠的運(yùn)動(dòng)功能。
AD是一種與年齡有關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,臨床上以記憶力減退,執(zhí)行功能障礙,語(yǔ)言障礙和認(rèn)知缺陷以及人格改變和行為損害等全面性癡呆表現(xiàn)為特征。AD病理變化復(fù)雜,包括神經(jīng)元丟失、細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)元纖維纏結(jié)和大腦中不溶性β淀粉樣蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)肽沉積等。DPSC可以恢復(fù)岡田酸誘導(dǎo)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞AD模型的樹突斷裂、回縮,提升細(xì)胞活力并使細(xì)胞凋亡水平下降,恢復(fù)細(xì)胞骨架,減少Tau蛋白磷酸化,進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)元修復(fù)和再生[20]。將DPSC注入AD大鼠模型海馬區(qū),雙皮質(zhì)素、神經(jīng)元特異核蛋白以及神經(jīng)絲蛋白-200的表達(dá)增加,而Aβ的表達(dá)降低,且認(rèn)知和行為能力得到明顯提高[21]。DPSC可分泌BDNF等參與減弱神經(jīng)毒性的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子,降低Aβ肽的毒性作用,分泌降解酶,并下降A(chǔ)β肽誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡率[22]。
有研究[23]報(bào)道:由于條件培養(yǎng)基中含有干細(xì)胞分泌到細(xì)胞外的生長(zhǎng)因子和外泌體等物質(zhì),因此多種干細(xì)胞的條件培養(yǎng)基可以有效地針對(duì)組織損傷。實(shí)驗(yàn)證明:SHED條件培養(yǎng)基能提供多種神經(jīng)修復(fù)作用,如神經(jīng)保護(hù)、軸突伸長(zhǎng)、傳遞神經(jīng)遞質(zhì)、抑制免疫炎癥、調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞等,同時(shí)減弱了Aβ肽誘導(dǎo)的促炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞向抗炎M2型巨噬細(xì)胞樣極化,將促炎微環(huán)境轉(zhuǎn)化為抗炎微環(huán)境,從而有利于AD的治療。
PD也是一種神經(jīng)退行性疾病,由黑質(zhì)致密部多巴胺能神經(jīng)元變性和死亡引起,臨床主要表現(xiàn)為肌肉強(qiáng)直、靜止時(shí)手抖、運(yùn)動(dòng)遲緩和難以姿勢(shì)平衡。體外培養(yǎng)[24]表明:DPSC具有分化為多巴胺能神經(jīng)元樣細(xì)胞的潛能。DPSC可以通過下調(diào)促炎細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1α、IL-6、IL-8、IL-1β等,上調(diào)抗炎細(xì)胞因子如TNF-β、IL-2和IL-4來保護(hù)多巴胺能神經(jīng)元功能并促進(jìn)行為障礙恢復(fù)。在炎癥誘導(dǎo)下多巴胺能樣神經(jīng)元與小膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)的PD體外模型中,DPSC通過減少多巴胺能神經(jīng)元的DNA損傷,抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖,減少活性氧和一氧化氮的產(chǎn)生,從而提高神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)活性[25]。
同樣,SHED也具有促進(jìn)PD模型功能恢復(fù)的作用。實(shí)驗(yàn)證明,內(nèi)側(cè)前腦束單側(cè)鼻內(nèi)注射SHED外泌體能有效減緩PD大鼠的運(yùn)動(dòng)障礙[26]。將經(jīng)過神經(jīng)誘導(dǎo)的SHED移植到PD大鼠紋狀體中,能夠有效地分化為神經(jīng)元和多巴胺能神經(jīng)元并明顯改善PD大鼠的運(yùn)動(dòng)功能[27]。
腦卒中是一種急性腦血管疾病,分為缺血性和出血性腦卒中,是由腦血管突然的爆裂或阻塞而導(dǎo)致腦血流中斷的腦血管破壞性疾病,可引發(fā)身體多重功能損傷。缺血性腦卒中的發(fā)生率高于出血性腦卒中,占卒中總數(shù)的60%~70%且極易致殘、致死[28]。腦缺血可以引發(fā)多種病理生理過程,包括血管性水腫、興奮性毒性、血腦屏障破壞、氧化應(yīng)激、腦部炎癥和神經(jīng)元死亡等[29-30]。由于缺乏確切的治療手段,目前仍以預(yù)防為主。干細(xì)胞療法可能為腦卒中的治療提供一種新的治療策略。
將DPSC移植到大鼠大腦中動(dòng)脈閉塞缺血區(qū)域,DPSC可遷移至缺血區(qū)邊界并表達(dá)神經(jīng)細(xì)胞及神經(jīng)干細(xì)胞標(biāo)志物,減少梗死面積并減輕腦水腫[31]。與BMMSC相比,靜脈移植DPSC可在大鼠模型中實(shí)現(xiàn)相似的功能恢復(fù),并明顯減少梗死面積;同時(shí),由于DPSC具有高度血管生成和神經(jīng)元分化能力,可以減少體內(nèi)反應(yīng)性神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量,通過自分泌/旁分泌機(jī)制在體外保護(hù)受損星形膠質(zhì)細(xì)胞靶向遷移,促進(jìn)DPSC血管生成潛力[32]。用PKH26染色示蹤干細(xì)胞遷移,比較DPSC和PDLSC對(duì)腦卒中的治療效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn):PDLSC組PKH26熒光標(biāo)記信號(hào)顯示更為明顯,并且顯著促進(jìn)了神經(jīng)功能的恢復(fù)[33]。過表達(dá)干細(xì)胞生長(zhǎng)因子的DPSC在腦卒中急性期可以調(diào)控炎癥反應(yīng)和血腦屏障通透性,增強(qiáng)其神經(jīng)保護(hù)作用,防止缺血/再灌注后腦損傷[34]。
視網(wǎng)膜是一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu),由感光細(xì)胞、雙極細(xì)胞和視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cell,RGC)組成,位于視網(wǎng)膜色素上皮的頂部,視網(wǎng)膜和視神經(jīng)都是中樞神經(jīng)系統(tǒng)組成部分。外傷或青光眼等致RGC緩慢丟失可導(dǎo)致失明,而視網(wǎng)膜和視神經(jīng)損傷的修復(fù)和再生能力有限。DPSC具有較高的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子表達(dá)水平,與RGC共培養(yǎng)時(shí)可顯著促進(jìn)RGC存活和其神經(jīng)突再生,且相比于BMMSC,移植DPSC所引起的神經(jīng)保護(hù)和促進(jìn)軸突再生作用更為顯著[35]。在青光眼的動(dòng)物模型中,眼內(nèi)壓升高導(dǎo)致RGC進(jìn)行性喪失,玻璃體腔內(nèi)移植DPSC可通過保護(hù)RGC并維持治療后的視覺功能長(zhǎng)達(dá)35 d[36]。在大鼠視神經(jīng)損傷的玻璃體內(nèi)移植PDLSC,其β-Ⅲtublin和生長(zhǎng)相關(guān)蛋白-43的陽(yáng)性表達(dá)升高,提示存活的RGC和再生軸突的數(shù)量顯著增加。將PDLSC和視網(wǎng)膜外植體體外共培養(yǎng),通過直接的細(xì)胞間相互作用和增加BDNF分泌,PDLSC可以增強(qiáng)視網(wǎng)膜外植體中的RGC存活和神經(jīng)突再生[37]。
盡管體外研究顯示誘導(dǎo)條件下DPSC可分化為RGC樣細(xì)胞和感光細(xì)胞,但是否可分化為真正的RGC和功能性細(xì)胞并成功整合至視網(wǎng)膜以恢復(fù)視力尚未可知。
慢性腦缺血是由于各種原因引發(fā)的長(zhǎng)期腦血流灌注不足所致,被認(rèn)為是神經(jīng)系統(tǒng)疾病和腦血管疾病,可表現(xiàn)為進(jìn)行性的學(xué)習(xí)、記憶與空間信息處理能力下降,最終造成認(rèn)知功能障礙。慢性腦缺血在血管性癡呆、腦梗塞、腦動(dòng)脈硬化和AD等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展過程起著重要的作用。慢性腦缺血所涉及的機(jī)制可能與氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、突觸功能障礙和能量代謝紊亂有關(guān)。
目前,慢性腦缺血的治療方法主要為藥物治療及手術(shù)干預(yù)等,然而即使最有效的神經(jīng)保護(hù)藥物也無法逆轉(zhuǎn)其神經(jīng)元損傷。近年來,MSC在神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中顯示出具有巨大的應(yīng)用前景。有研究[38-40]表明:人羊水干細(xì)胞、脂肪源性干細(xì)胞及BMMSC,在改善缺氧缺血性腦部疾病的功能障礙中展現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)。但是,臨床上這些干細(xì)胞獲取困難,增殖率低且神經(jīng)向分化不良,應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療存在一定局限性。而DSC具有來源廣泛、獲取容易、增殖能力強(qiáng)和極低的免疫源性等優(yōu)勢(shì),成為極具應(yīng)用前景的干細(xì)胞源。Zhu等[41]報(bào)道:SHED移植可以通過降低慢性腦缺血大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元凋亡,恢復(fù)海馬區(qū)神經(jīng)元數(shù)量,并增強(qiáng)海馬區(qū)神經(jīng)功能相關(guān)蛋白表達(dá)水平,從而改善慢性腦缺血大鼠的認(rèn)知障礙。有學(xué)者發(fā)現(xiàn):DPSC表達(dá)胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體(insulin-like growth factor 1 receptor,IGF-1R),DPSC分泌的胰島素樣生長(zhǎng)因子1通過自分泌信號(hào)通路與IGF-1R相互作用,以保持自我更新和增殖潛力。經(jīng)過免疫分選后,陽(yáng)性表達(dá)IGF-1R的DPSC可促進(jìn)神經(jīng)可塑性,并通過增加抗凋亡蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2的表達(dá)來改善神經(jīng)預(yù)后、增強(qiáng)神經(jīng)發(fā)生和血管生成。此外,陽(yáng)性表達(dá)IGF-1R的人DSC能夠促進(jìn)缺氧/缺糖條件下的神經(jīng)軸突再生,顯著減少促炎因子IL-1β、IL-6、TNF-α等的表達(dá)[42]。
外周神經(jīng)損傷主要是由事故創(chuàng)傷或手術(shù)導(dǎo)致并發(fā)癥引起的,可導(dǎo)致感覺障礙、癱瘓和殘疾,嚴(yán)重影響患者日常生活。外周神經(jīng)損傷的常規(guī)手術(shù)治療往往選擇端對(duì)端的神經(jīng)縫合術(shù)。自體神經(jīng)移植是治療外周神經(jīng)損傷的金標(biāo)準(zhǔn)療法,但具有損傷供體部位導(dǎo)致供體部位癱瘓和免疫排斥等缺點(diǎn)。而組織工程化外周神經(jīng)再生技術(shù)中,種子細(xì)胞、支架及構(gòu)建技術(shù)起到至關(guān)重要的作用。
DPSC可以在體外分化為Schwann細(xì)胞,將這些分化的DPSC移植到大鼠15 mm坐骨神經(jīng)缺損部位后形成有髓神經(jīng)纖維和內(nèi)生神經(jīng)突[43]。另有研究[44]顯示:免疫篩選出的STRO-1+/c-Kit+/CD34+DPSC可通過分化為Schwann細(xì)胞前體和分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,促進(jìn)坐骨神經(jīng)損傷模型的周圍神經(jīng)再生和再髓鞘化。有學(xué)者將10%GelMA水凝膠、重組人堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子和DPSC,加入纖維素/大豆分離蛋白復(fù)合膜管用于修復(fù)大鼠坐骨神經(jīng)缺損,12周后組織學(xué)上顯示再生神經(jīng)元、Schwann細(xì)胞等神經(jīng)組織和有髓神經(jīng)纖維,且大鼠坐骨神經(jīng)功能得到恢復(fù),并且?guī)缀跛腥睋p部位新形成的神經(jīng)組織都是由外源性DPSC直接分化而來[45]。將DPSC移植到多神經(jīng)病變的糖尿病裸鼠后肢骨骼肌內(nèi)4周后,小鼠的感覺障礙、神經(jīng)傳導(dǎo)速度延遲及坐骨神經(jīng)血流量減少等狀況得到明顯改善;且移植到骨骼肌的DPSC定位于肌束周圍,產(chǎn)生新生血管和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子[46]。
面神經(jīng)含運(yùn)動(dòng)、感覺和副交感神經(jīng)纖維,面神經(jīng)損傷會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)功能和心理障礙,藥物和手術(shù)治療的效果均不佳。Sasaki等[47]使用含有DPSC的硅膠管固定面神經(jīng)病變區(qū),在功能和神經(jīng)電生理方面都證明DPSC可以促進(jìn)面神經(jīng)再生。在大鼠面神經(jīng)壓迫損傷后立即應(yīng)用未成熟DPSC,可在2周后起到促進(jìn)神經(jīng)保護(hù)和髓鞘再生的作用[48]。有學(xué)者[49]將DPSC懸液用于兔面神經(jīng)上頰支損傷模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)面部胡須運(yùn)動(dòng)功能的評(píng)分升高,他們認(rèn)為可能與DPSC分泌和表達(dá)BDNF及睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子有關(guān)。還有研究[50]表明:自體神經(jīng)移植聯(lián)合SHED和聚乙醇酸導(dǎo)管用于修復(fù)大鼠面神經(jīng)下頜支切斷模型,通過評(píng)估復(fù)合肌動(dòng)作電位和軸突直徑證明面神經(jīng)下頜支再生,且SHED在移植后6周內(nèi)整合并在神經(jīng)組織中存活,分化為Schwann樣細(xì)胞。
盡管使用DSC在治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面具有替代受損細(xì)胞、分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等優(yōu)勢(shì),但由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后缺乏生長(zhǎng)因子供應(yīng)、生長(zhǎng)抑制因子增多及瘢痕組織形成等阻礙神經(jīng)再生,且長(zhǎng)段周圍神經(jīng)缺損再生能力有限,DSC在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。目前,MSC的應(yīng)用方式主要為局部應(yīng)用(原位注射)和系統(tǒng)應(yīng)用(靜脈注射),就MSC的輸送效率而言,局部注射途徑比靜脈注射途徑更有效[51]。
MSC移植可促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)修復(fù),但是單純MSC移植存在移植細(xì)胞存活率、定植率較低等問題。組織工程支架可以提供一個(gè)三維空間,為移植MSC提供有效支持,促進(jìn)其在體內(nèi)黏附、增殖和分化[52]。DSC與生物材料的聯(lián)合應(yīng)用為神經(jīng)修復(fù)與再生提供了廣闊前景。最常見的生物材料是殼聚糖[53]、聚己內(nèi)酯和聚乳酸聚乙醇酸共聚物[54]、硅膠管[47]和肝素-泊洛沙姆水凝膠[55]等。近年來,脫細(xì)胞支架也被用于組織修復(fù)與再生[56]。由于生物材料在組織再生中被廣泛使用,隨著研究的深入,嵌入了神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的3D生物材料支架與神經(jīng)誘導(dǎo)的DSC聯(lián)合應(yīng)用有望成為神經(jīng)修復(fù)與再生的理想工具。
DSC可通過細(xì)胞替代、旁分泌作用、血管生成、突觸形成、免疫調(diào)節(jié)和減少凋亡等機(jī)制介導(dǎo)神經(jīng)修復(fù)與再生。但DSC真正應(yīng)用于臨床仍面臨諸多挑戰(zhàn),例如,細(xì)胞分離和培養(yǎng)及保存方法尚缺乏金標(biāo)準(zhǔn),存在遺傳物質(zhì)變異和倫理問題等;DSC具有向目標(biāo)細(xì)胞分化、產(chǎn)生和分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的能力,但同時(shí)DSC也具有異質(zhì)性,每一種類型的DSC都包含幾個(gè)亞群,各亞群有其自身特點(diǎn),如某些亞群傾向于成骨分化,而另一些則傾向于神經(jīng)分化,目前還沒有有效的方法進(jìn)行分類;同時(shí),DSC的生物學(xué)性能受傳代次數(shù)影響,且不同損傷處的微環(huán)境對(duì)DSC的影響不同,而應(yīng)用的細(xì)胞代次、細(xì)胞數(shù)量及移植時(shí)間尚未規(guī)范化。在疾病治療中如何調(diào)控干細(xì)胞向目標(biāo)細(xì)胞分化,“規(guī)范”干細(xì)胞歸巢和免疫調(diào)控作用還有待深入研究。此外,干細(xì)胞移植是否存在致瘤性一直是學(xué)者們爭(zhēng)論的熱點(diǎn),近年來干細(xì)胞外泌體、微囊泡等無細(xì)胞治療研究為干細(xì)胞的應(yīng)用提供了新的策略,但無細(xì)胞治療在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究較少,仍需進(jìn)一步探索。支架材料作為組織工程三要素中必不可少的一部分,近年來也備受關(guān)注,何種材料更適用于神經(jīng)組織再生,以及如何整合各種生物材料的優(yōu)勢(shì),有效促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)與功能重建也是現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)。
干細(xì)胞治療從基礎(chǔ)研究、臨床研究到神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的轉(zhuǎn)化并非一蹴而就,隨著科學(xué)技術(shù)和生物材料的進(jìn)一步發(fā)展,基于DSC優(yōu)秀的干細(xì)胞性能和臨床應(yīng)用價(jià)值,DSC治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病將具有廣闊的應(yīng)用前景。
利益沖突聲明:作者聲明本文無利益沖突。