张敏杰　王晓梅(通讯作者)

1)同济大学医学院　上海　200092　　2)同济大学附属第十人民医院特需诊疗科　上海　200072

神经干细胞衰老的研究进展

张敏杰1)王晓梅2)(通讯作者)

1)同济大学医学院上海2000922)同济大学附属第十人民医院特需诊疗科上海200072

【摘要】神经干细胞广泛分布在哺乳动物胚胎脑内，在成人的脑内室管膜下区、胼骶体下区等均有分布。其具有分化潜能和自我更新特点，在合适条件下会转化为神经元、星形胶质细胞等，可发挥神经修复作用。而一旦神经干细胞所处的微环境发生改变，或增殖、分化等基因突变，则会引起神经干细胞的衰亡。造成神经干细胞无法发挥正常的神经保护和修复作用，故抑制神经干细胞衰老在临床上有重要价值。

【关键词】神经干细胞；衰老；修复保护

神经干细胞是近年来临床上神经外科研究热点之一，其不仅涉及到神经系统的发育，且在神经修复和退行性病变治疗上也发挥重要作用。目前对神经干细胞定义是未分化，具有潜能性，可自我更新的细胞，能在体内适应并选择不同细胞命运的细胞。其分裂方式有两种，分别是对称分裂和不对称分裂[1]。分别上主要是室管膜下区、颗粒细胞下层、胼胝体下区、小脑边缘区域。研究[2]称，神经干细胞随着年龄增长也会出现衰老情况，降低对人体的保护作用，最终造成神经退行性病变难以修复。故在临床上目前着重于神经干细胞衰老的研究。

1神经干细胞的基本原理方法

目前神经干细胞的培养主要依赖体外培养，原培养的神经干细胞则是从小鼠的脑皮质、海马下区、海马齿状回等形成，神经球培养的制备则包含有异质性群体、神经干细胞和分化的神经细胞，加上细胞扩增短期内很难获得大量的神经干细胞。研究[3]通过对6个组氨酸序列的肽表皮生长因子，而这些编码生长因子在镍螯的玻璃板和聚乙烯培养皿上，这种方法的优势具有高选择性、快速、大量扩增神经干细胞。研究[4]称，大鼠骨髓充质干细胞在标明处理过一次性塑料细胞培养皿中培养，增殖现象很明显，且会有分化潜能。

为了研究碱性成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、胰岛素样生长因子等对神经干细胞增殖和分化，促使大肠埃希菌融合编码6个组氨酸核苷酸序列，而这些融合蛋白生长因子以单-因子和两种因子组合，微阵列镍离子功能化芯片上，而这些神经干细胞则能显示出5种生长因子对神经干细胞行为影响性。加入以上2种不同生长因子，对神经干细胞的影响性不单是简单的叠加，而随着组合不同，在作用上表现为竞争、协同和破坏，甚至不同于单一因子原有作用[5]。研究[6]称，对神经干细胞的神经系统中Nestin中来预测神经系统性原发性恶性肿瘤恶性度和病死度，目前临床上采用Brdu作为新生细胞作为检测标志物，但对神经干细胞有诱导坏死作用。

2影响神经干细胞衰老的相关因素

研究[7]称，小脑前脑SVZ祖细胞会随着年龄的增长形成嗅觉神经和增殖生成下降，而这些改变均和P16表达升高有关。研究称，P16缺陷不影响肠神经系统细胞功能，而这说明了神经干细胞在衰老过程中随着p16表达升高而出现不断变化。临床上对转录抑制蛋白基因家族有保护神经干细胞更新和增殖能力的作用。通过动物研究证实，在成年小鼠神经干细胞和人胚胎神经干细胞中，Bmi-1的升高能增强神经干细胞的自我更新能力，而抑制则会破坏神经干细胞的受损。敲除之则胚胎神经干细胞衰老现象。研究[8]称，敲除Bmi-1小鼠胚胎神经干细胞，P21属于细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂，随着水平升高，会促使细胞周期阻滞。体外培养神经干细胞促使细胞增殖和神经元的生成，对体外培养神经干细胞会明显下降。研究称，Ink4a/Arf表达不但会受Bmi-1抑制，且受到HMGA2的限制，其会随着前者表达升高而不断升高。从而促使Let-7b表达增加，引起神经干细胞功能和数量的下降，即神经干细胞的衰老[9]。

研究[10-11]称，神经干细胞的自我更新主要依赖于转录因子TLX，其会将转录因子TLX转至下游靶基因而抑制，调节神经干细胞增殖，而TLX和HDAC3、HDAC5作用下，而区域含有一个保守的核受体-共调节蛋白相互作用序列IXXLL。研究称，表达一种含有最小的HDAC5相互作用，由此诱导P21和Pten基因表达，从而促使神经干细胞增殖，P21基因和早老年性痴呆、关节炎等癌症和衰老均有密切关系[12]。

研究[13]称，SVZ神经干细胞、SGZ神经干细胞是胚胎发育发育过程中在精息状态下会出现激活，发挥神经修复作用。而神经干细胞静息形态则会发生蛋白及其受体。而后又会和BMP及BMPR-IA结合，可促使SMADI磷酸化。研究称，BMP拮抗剂能增强神经干细胞增殖，长期使用神经前体细胞减少，抑制了其生成，从而神经干细胞衰老。故BMP对保护神经干细胞静息和增殖的平衡有很重要的作用[14]。

报道[15-16]称，氧浓度对神经干细胞有重要价值，其通过对体外小鼠的研究得出，若小鼠处于21%氧浓度时则在培养的第3～4周后中脑神经则会和年龄正相关，端粒长度也会明显缩短，会引起细胞周期阻滞。增殖能力明显下降，同时也会促使细胞衰老、凋亡、自溶，氧浓度控制在3%，则端粒酶的有效成分具有稳定性和高表达性，会抑制中脑细胞前体细胞保护神经干细胞的特性。故临床上低浓度氧会促使体外培养神经干细胞和神经祖细胞神经球的聚集程度，且可参与正常神经干细胞的自我修复[17]。

另外，低温也有保护神经干细胞的作用。研究[18]称，在32 ℃对小鼠的神经干细胞系损伤较37 ℃低，特别是在缺损表皮生长因子情况下。我们从中可推测出低温能损伤表皮生长因子，造成神经干细胞的凋亡，而低温能抑制神经干细胞向胶质细胞分化，促使神经干细胞的比值增大。而低温诱导的RNA结合蛋白则能很好的对神经起到保护作用，液态氮则能对神经干细胞恢复后起到很好的作用。

3神经干细胞的发展趋势

神经干细胞的作用目前研究最主要的是干细胞移植和转基因治疗两个方面。研究[19]称，体外神经干细胞的治疗作用不仅仅表现在分化生成新的神经元和神经胶质细胞，神经干细胞能分泌营养性因子，能促进神经元生长，在离体试验中获得新生，在神经干细胞中重新获得良好的能力。而取自胚胎阶段的神经干细胞有很好的再生功能，移植后会出现大量的神经干细胞替换衰老细胞，而新生细胞则有很好的再生能力，能及时清除有害物质，能及时分泌出有助于身体物质，且能增进全身营养，从而起到修复机体的功能。

研究[20]称，神经干细胞有遗传作用，能通过病毒或非病毒进行基因转移且持续性表达在外源性基因上，同时能整合到宿主细胞从正常的神经干细胞进行分化的能力，且其具有可塑性，能携带多种基因，且不良反应低，具有免疫耐受性的作用，这些均有效的作用在治疗上。

4结语

神经干细胞是目前临床上研究热点之一，虽然在很多方面取得较好效果，但在细胞的增殖、衰老等方面仍存在缺陷。其在治疗神经退行性病变、神经损伤和脑肿瘤等方面均有广阔的发展趋势，但这些距离临床试验仍有很长的路，目前多数是对机制的阐述，仍在动物研究阶段，临床运用仍有待我们的研究和探讨。

5参考文献

[1]解政鼎，马学虎，艾丹亭，等.低温保护剂对神经干细胞球添加过程的模拟分析[J].化工学报，2013，64(11)：3 956-3 967.

[2]安沂华，王红云，张相彤，等.大鼠胚胎神经干细胞移植治疗脑出血的实验研究[J].中华神经外科杂志，2012，18(1)：50-53.

[3]丁道芳，邢三丽，周鸣鸣，等.大鼠胚胎神经干细胞单克隆化及单层化培养和鉴定[J].生物化学与生物物理进展，2012，36(1)：72-76.

[4]陈东，孟晓婷，刘佳梅，等.鹿茸多肽对胎大鼠脑神经干细胞体外诱导分化的实验研究[J].解剖学报，2014，35(3)：240-243.

[5]朱奇，李小永，蒋星红，等.神经干细胞/前体细胞分化的功能学鉴定研究进展[J].生物化学与生物物理进展，2011，35(8)：886-891.

[6]韩姝，师伟，李艳华，等.Wnt 3a在神经干细胞向多巴胺能神经元分化过程中作用的研究[J].生物化学与生物物理进展，2012，33(10)：971-977.

[7]余小河，杨于嘉，王霞，等.高压氧对缺氧缺血性脑损伤新生大鼠内源性神经干细胞和髓鞘的保护作用[J].中国当代儿科杂志，2012，8(1)：33-37.

[8]李香琴，刘天庆，朱蕾蕾，等.神经干细胞对去血清诱导PC12细胞凋亡的作用[J].高校化学工程学报，2012，21(6)：964-970.

[9]席艳，薛帅，李莉莉，等.小鼠脊髓血管-神经干细胞龛与神经细胞的增殖和分化[J].解剖学报，2014，45(2)：155-160.

[10]苏稳，丁鹏，王进昆，等.基质细胞衍生因子1对内源性神经干细胞的趋化迁移作用[J].中国组织工程研究，2014，8(6)：950-955.

[11]金玉玲，吴盛华，朱晓峰，等.电刺激小脑顶核联合神经干细胞共移植体治疗大鼠局灶性脑缺血[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，11(20)：3 956-3 959.

[12]姜晓丹，徐如祥，张世忠，等.成人骨髓源性神经干细胞诱导分化实验研究[J].解放军医学杂志，2012，27(11)：947-949.

[13]郭家松，曾园山，李海标，等.移植神经干细胞促进脊髓全横断大鼠结构与功能修复的研究[J].解剖学报，2013，34(2)：113-117.

[14]宋宇，刘佳梅，薛辉，等.携带神经干细胞肌基膜管组织工程支架中神经干细胞的存活分化[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14(47)：8 751-8 754.

[15]陈庆状，朱宁，林继宗，等.抑制线粒体通透性转换孔的开放削弱淀粉样β蛋白介导的炎症对神经干细胞的凋亡作用[J].实用医学杂志，2014，8(9)：1 380-1 384.

[16]何峻峰，顾国妹，龙大宏，等.神经生长因子重组反转录病毒载体在神经干细胞中的表达[J].中国组织工程研究，2014，9(19)：3 100-3 104.

[17]朱宗昊，沈强.神经干细胞联合胶原蛋白支架移植脊髓损伤大鼠脑细胞的凋亡[J].中国组织工程研究，2014，3(3)：341-347.

[18]张建富，孟庆海，金澎，等.全骨髓贴壁法获纯化骨髓间充质干细胞向神经干细胞的诱导分化[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，12(12)：2 240-2 244.

[19]屈红林，彭瑞.神经干细胞研究现状及在运动医学领域中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复，2012，12(25)：4 941-4 944.

[20]崔猛，戴斌，冯世庆，等.细胞因子信号传导抑制蛋白1调控C17.2神经干细胞向神经元分化的研究[J].中华实验外科杂志，2014，31(7)：1 395-1 398.

(收稿2015-06-12)

【中图分类号】R339.3+8

【文献标识码】A

【文章编号】1673-5110(2016)09-0141-02