成年动物外周神经系统存在神经干细胞

成年动物外周神经系统存在神经干细胞  



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     美国研究者最近发现?成年动物的外周神经系统（ＰＮＳ）存在神经干细胞，这和人们以往的认识完全不同。研究还发现，神经干细胞的固有特性随其所在部位而异。


     这两项研究发表在２００２年８月１５日出版的Ｊ Ｎｅｕｒｏｎ上。这两项研究结果提示，如果想用干细胞来再生损伤的ＰＮＳ组织，医师应使用与修复ＰＮＳ组织同源的干细胞，这样才能取得成功。


     干细胞是不成熟的祖细胞，它们将分化为专门的细胞，形成组织和器官，神经干细胞形成神经组织。Ｈｏｗａｒｄ Ｈｕｇｈｅｓ医学院的Ｍｏｒｒｉｓｏｎ说：“虽然我们对干细胞特性的认识已经取得了非常大的进展，但机体调节这些功能的机制，是我们刚开始了解的。”


     Ｍｏｒｒｉｓｏｎ等对干细胞的生物学特性进行了研究，其研究领域为神经发育和血细胞发育。Ｍｏｒｒｉｓｏｎ发表在Ｊ Ｎｅｕｒｏｎ?２００２? ３５?４?６５７－６６９?上的文章是研究神经嵴干细胞（ＮＣＳＣ）的。在胚胎发育期，它们从神经管分离出来，形成很多不同的组织，包括ＰＮＳ。


     Ｍｏｒｒｉｓｏｎ等决定在成年动物寻找ＮＣＳＣ，因为在研究大鼠胚胎时，他们发现在发育过程中，ＮＣＳＣ存在的时间要比他们原来认为它可能存在的时间长得多。在ＰＮＳ可以找到对ＮＣＳＣ的看法，与当时流行的看法完全不同。


     他说：“以前对ＰＮＳ的研究提示，在胚胎发育期ＮＣＳＣ进行分化。人们坚信在成年动物的ＰＮＳ中不存在ＮＣＳＣ。但成年动物中枢神经系统?ＣＮＳ?内存在干细胞，人们对此已知道很久。但ＣＮＳ的变化要比ＰＮＳ大，在整个一生中ＣＮＳ 都有可能存在干细胞和神经发生，至少在某些部位是这样的。”


     Ｍｏｒｒｉｓｏｎ等的研究取得了非常大的进展，他们从成年大鼠消化道组织分离出ＮＣＳＣ，进行体外培养，然后移植至小鸡神经，以研究ＮＣＳＣ的特性。结果显示，ＮＣＳＣ是一种具有自我更新能力的多能干细胞，表明它们可以分化成神经元和神经胶质细胞。成年动物的干细胞具有胚胎ＮＣＳＣ的大多数特性，但它们不能分化成血清素能神经元和去甲肾上腺素能神经元，但胚胎ＮＣＳＣ是可以分化为这两种神经元的。


     Ｍｏｒｒｉｓｏｎ说：“这一发现具有非常重要的意义，因为有人认为成年动物的干细胞具有胚胎干细胞相同的特性。但对造血干细胞进行的研究显示，实际情况正相反——虽然成年动物的干细胞是具有自我更新能力的多能干细胞，但它们的某些特性确实发生了变化。它们丧失了分化成某些细胞亚型的能力，这种能力只存在于胚胎发育期。在ＰＮＳ，只有胚胎发育期才能分化成血清素能性神经元和去甲肾上腺素能性神经元，提示在围产期ＮＣＳＣ发生了变化，这和造血干细胞在围产期发生的变化类似。”


     他说：“这一发现表明，有可能存在参与ＰＮＳ修复的干细胞，而不需要移植外源性干细胞。这将创造过去没法想像的很多新的治疗机会。”


     在另一项研究?Ｎｅｕｒｏｎ ２００２?３５?４?６４３?中，Ｍｏｒｒｉｓｏｎ等从大鼠胚胎的消化道和坐骨神经分离ＮＣＳＣ，然后检测这２种组织的ＮＣＳＣ对各种调节信号的反应，以确定它们是否存在内在差异。


     Ｍｏｒｒｉｓｏｎ说：“以前人们认为神经系统不同区域是不同的，因为它们所处的环境不同。人们还认为，ＣＮＳ内只存在一种神经干细胞，好像干细胞本身是一块白板。”


     Ｍｏｒｒｉｓｏｎ等开发了一种技术，使他们能够在进行体外培养前，比较处于相同发育阶段的新分离出的细胞。这些细胞没有接触培养基中的化学物质，而后者有可能没有细胞的某些固有特性。


     结果发现，这二种ＮＣＳＣ存在内在差异。消化道ＮＣＳＣ对向神经元分化的化学信号反应较大?而坐骨神经ＮＣＳＣ 对向神经胶质细胞分化的信号反应较大。将ＮＣＳＣ移植给发育中的小鸡神经后，消化道ＮＣＳＣ只分化成神经元，坐骨神经ＮＣＳＣ只分化成神经胶质细胞。


     根据Ｍｏｒｒｉｓｏｎ的理论，干细胞在内在特性和环境信号的共同影响下，发育成成年动物神经系统中的不同ＮＣＳＣ。


     他说：“这些研究结果的临床意义非常大? 想用神经干细胞进行治疗的医师，一般认为任何干细胞都可以用；只要将培养条件合适就行了。但我们发现，来自ＰＮＳ不同区域的干细胞对各种因素反应的能力以及分化成不同细胞的能力存在内在差异。这表明要根据所进行的治疗，选择合适的干细胞，这对取得成功是极其重要的。”