创伤性脑损伤(traumaticbraininjury,TBI)是威胁人类生命的主要疾患之一致死率和致残率居创伤首位,中国每年有60万TBI患者,其中大多数为重度脑损伤患者,其病死率高于20%、致残率高于50%。
TBI主要致伤原因有跌倒、交通事故、运动或枪伤等,包括直接损伤和二次损伤,二次损伤主要包括炎症反应释放对受损组织完整性造成严重伤害的信号分子和由于脑血流量、颅内压的改变等引起继发性损伤区域周围水肿带的出现。
TBI后可导致大量的神经元丧失。急性期神经细胞死亡始动于机械性的损伤,并由此启动了造成神经细胞坏死和凋亡的微环境,可以导致的持续的细胞凋亡、胶质化、脱髓鞘等,这不仅发生在损伤局部而且可以弥散到其他脑区。弥漫性损伤主要发生在海马区,严重TBI患者中超过80%存在海马区神经元的大量丧失,造成TBI后严重的神经功能及记忆、认知功能障碍。
随着创伤系统和急救技术的发展,脑损伤的愈后已经有很大改善。但是TBI造成的二次损伤还没有一个好的解决方法。因此,除传统手术等治疗手段,还需要研究新的治疗技术来阻止甚至逆转脑损伤。近年来神经干细胞(neuralstemcells,NSCs)成为治疗神经系统损伤与神经退行性病变的研究焦点。
神经干细胞的特点
NSCs有两个基本属性:无限的自我更新能力和分化为成熟细胞表型的能力。首先,NSCs有永久的增殖能力,并终生存在于中枢神经系统中;其次,NSCs有分化多向性,可以产生中枢神经系统中神经元、神经胶质细胞等细胞。
神经干细胞
治疗机制
(1)NSCs能分化成神经元、星形胶质细胞并形成突触,与宿主现有的神经细胞形成突触连接从而替代受损的神经细胞整合到神经环路中发挥作用;
(2)分泌细胞因子:NSCs能分泌一些神经营养因子,如祌经细胞营养因子、表皮生长因子,成纤维细胞生长因子等,调节内、外源性NSCs的增殖、分化、促进神经的再生和重构;
(3)促进血管的生成:千细胞移植后体内血管内皮生长因子、促血管生成素等因子的量有所升高,这些因子能促进新生血管的生成,因此推测NSCs能通过促进新生血管的生成,为受损的脑组织提供充足的血液及营养物质,促进神经功能的恢复。
(4)诱导抗炎反应,稳定局部微环境:新近的研究表明,移植的干细胞能通过调整机体的抗炎因子与促炎因子重新达到平衡,稳定局部微环境,减少神经细胞的损伤,促进神经功能的恢复。
干细胞应用于颅脑损伤后神经修复的策略。
神经元细胞结构图(来源:公有领域Freepik.