神经干细胞(NSC)与神经系统疾病之间的关系

神经干细胞（neural stem cells, NSCs）是指具有分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新并能提供大量脑组织细胞的细胞群。

Fig.1 Cardinal neural stem cell properties.(Simona Casarosa.Mol Cell Ther. 2014 Oct 15;2:31.)

神经干细胞功能特点

具有自我维持和更新能力；

具有多向分化潜能：在不同因子下，可分化出不同类型的神经细胞，损伤或者疾病可以刺激神经干细胞分化；

免疫源：神经干细胞是未分化的原始细胞，不表达成熟的细胞抗原，不被免疫系统识别；

组织融合性：可以与宿主的神经组织良好融合，并在宿主体内长期存活。

神经干细胞主要来源

神经组织：目前从哺乳动物胚胎前期大部分脑区、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。

多功能干细胞：胚胎干细胞（embryonic stem cells, ESCs）、胚胎生殖细胞（embryonic germ cells, EGCs）、诱导多功能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）等细胞定向诱导分化而来。

Fig.2 Neural stem cell (NSCs) sources and their therapeutic applicability after cell transplantation(Inês M. Pereira, Pharmaceuticals 2019, 12(2), 65)

神经干细胞分化、增殖相关细胞因子

FGF-2（碱性成纤维细胞因子）：在胚胎早期维持神经祖细胞的生存，促进其增殖。

BDNF（脑源性神经营养因子）、IGF-I（胰岛素样生长因子I）：促进神经干细胞向神经元方向分化。

TGF-β：可抑制多潜能造血祖细胞的增殖，促进神经前体细胞的谱系传递和阻止上皮肿瘤细胞生成。

红细胞生成素、集落刺激因子、白介素家族等：影响神经元的发育。

BMP（骨形态发生蛋白）：促进神经干细胞向星形胶质细胞方向分化。

音猬因子（sonic hedgehog, Shh）：在端脑，Shh能够启动神经祖细胞的自我更新、抑制终末分化。

Activin：通过抑制Shh途径和增强维甲酸（retinoic acid, RA）途径使神经前体细胞退出有丝分裂周期，进入分化。且Activin能够通过Shh途径来影响转录因子Nkx2.1的表达，从而决定了这些神经前体细胞的迁移方向，以及它们会发育成哪种亚型的皮层中间神经元。

Fig3. The major signaling involved in NSC differentiation and specific types of neuron patterning（Chia-Yu Chang, Cell Transplant. 2018 Nov;27(11):1588-1602. ）

Fig4. 推荐神经营养因子及其他相关因子

神经干细胞治疗与神经系统疾病

神经系统疾病，包括脑肿瘤、神经退行性疾病、脑血管疾病和创伤性脑损伤等，是影响人类健康的主要疾病之一，目前尚无有效的治疗方法。由于神经元再生能力低，神经营养因子分泌不足，神经损伤后缺血缺氧加重，导致功能神经元不可逆性丧失，神经组织损伤。这种损伤很难在损伤后修复和再生中枢神经系统。神经干细胞是一种仅存在于中枢神经系统中的多能干细胞。它们具有良好的自我更新潜力和分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞并改善细胞微环境的能力。基于神经干细胞的再生潜力，神经干细胞移植方法已被用于治疗各种神经退行性疾病。

神经干细胞在中枢神经系统疾病治疗上有多种治疗潜力，可以通过几种途径进行神经损伤修复：

1. 移植的干细胞可以迁移到损伤的神经部位，通过细胞替代作用更换机体已经死亡或受损伤的神经细胞，修复受损神经网络。

2. 移植的干细胞可以分泌大量活性因子和营养因子，激活神经细胞，促进新细胞的再生和重建；分泌血管生成因子，促进病变部位血管生成。

3. 可进行免疫调节，干细胞可以调节免疫细胞到达病理部位的数量并且分泌不同水平的细胞因子相互影响，起到抗炎的保护作用。

随着研究的不断深入，神经干细胞移植可有望成为治疗中枢神经系统疾病的理想细胞。

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【北联世纪干细胞】

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