神经干细胞在治疗神经疾病方面的进展

神经干细胞 (NSC) 是中枢神经系统 (CNS) 中具有自我更新能力的多能细胞。由于其具有神经保护和免疫调节特性，NSC可以促进神经修复和再生。

神经干细胞对神经系统疾病的优势

神经干细胞具有极强的增殖和产生子代细胞的能力。后者又分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，这些细胞对于中枢神经系统的正常运作和修复至关重要。 

神经元或神经细胞负责使用电信号和化学信号将外部世界的信息通过感觉器官（如眼睛和耳朵）传送到大脑。

星形胶质细胞负责代谢、稳态和神经保护任务过程，例如调节血流和控制睡眠。

星形胶质细胞充当中枢神经系统内的神经元、少突胶质细胞和其他细胞之间的桥梁。

少突胶质细胞是中枢神经系统的细胞，含有大量脂肪，可以覆盖神经周围，在神经元通讯中发挥重要作用。

我们何时使用神经干细胞

我们将神经干细胞移植疗法应用于多种病症：

• 多发性硬化症 (MS)：NSC可以帮助修复受损的髓鞘并支持神经元功能。
• 创伤性脑损伤：NSCs可以促进受伤后受损神经组织的再生。
• 中风：NSC有助于修复和恢复受中风影响的脑组织。

NSC 疗法还可用于以下疾病：

• 帕金森病：研究表明，NSC可能取代丢失的多巴胺能神经元。
• ALS（肌萎缩侧索硬化症）：NSC可能减缓神经退行性疾病的进展。
• 阿尔茨海默病：NSC可能取代受损的神经元并增强认知功能。

在神经组织再生中使用神经干细胞而非间充质干细胞的优势

1. 更好的修复能力：与MSC相比，NSC在修复受损神经组织方面更有效。
2. 优越的再生能力：由于NSC的特殊性，其再生效果比MSC更好。
3. 修复能力范围更广：NSC可以分化为神经元和神经胶质细胞，而MSC的分化能力可能有限。因此，NSC可以替换或修复神经系统中更多类型的细胞。
4. 高分化率：在实验室环境下，高达90%的NSC可分化为神经元，而通常只有10%的MSC可在体内实现这一目标。

神经干细胞的收集和制备

神经干细胞（NSCs）的收集和制备是一项较为复杂的技术，以下是其主要的步骤及相关原理和方法：

收集

从胚胎脑组织获取

• 原理：胚胎发育过程中，神经干细胞大量存在于神经生发区域，具有很强的自我更新和分化潜能。
• 方法：一般选取合适孕期的实验动物胚胎，常用的如小鼠、大鼠等。在无菌条件下，取出胚胎脑组织，分离出富含神经干细胞的区域，如脑室下区、海马齿状回等。

从成体脑组织获取

• 原理：成体脑组织中仍存在少量具有干细胞特性的神经干细胞，主要存在于特定的神经生发区域，如侧脑室的脑室下区和海马的齿状回颗粒下层等。
• 方法：通过手术方法，在麻醉状态下，打开实验动物或人类患者的颅骨，暴露脑组织，然后精确地取材。也可采用神经内镜技术，在可视化条件下进行微创取材，减少对脑组织的损伤。

从诱导多能干细胞（iPSCs）分化获取

• 原理：通过导入特定的转录因子等方法，可将体细胞重编程为具有多能性的iPSCs，iPSCs在特定的诱导条件下可分化为神经干细胞。
• 方法：首先从患者或实验动物的皮肤、血液等组织中获取体细胞，然后利用病毒载体或非病毒载体等方法，将Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc等转录因子导入体细胞，使其重编程为iPSCs。接着，将iPSCs接种于特定的神经诱导培养基中，添加如维甲酸、SHH等诱导因子，诱导其向神经干细胞分化。

制备

组织块培养法

• 原理：将获取的脑组织块置于合适的培养基中，组织块中的神经干细胞会逐渐从组织块边缘迁移出来，贴壁生长并增殖。
• 方法：将收集到的脑组织剪成小块，用胰蛋白酶或胶原酶等消化酶进行适度消化，以分散细胞。然后将消化后的细胞悬液接种于含血清或无血清的神经干细胞培养基中，置于培养箱中培养，定期更换培养基，去除未贴壁的细胞和杂质，使神经干细胞逐渐富集。

单细胞克隆法

• 原理：利用神经干细胞具有自我更新和克隆形成的能力，将单个神经干细胞接种于培养体系中，使其增殖形成克隆。
• 方法：将收集到的细胞悬液进行有限稀释，使细胞密度达到每微升含1-10个细胞的水平。然后将细胞悬液接种于96孔板或24孔板中，每孔加入适量的细胞悬液，使每个孔中平均含有1个细胞。在培养过程中，通过显微镜观察，挑选出单个细胞形成的克隆，将其转移至新的培养容器中继续培养，获得纯度较高的神经干细胞。

流式细胞分选法

• 原理：根据神经干细胞表面特异性标志物的表达情况，利用流式细胞仪对细胞进行分选，从而获得高纯度的神经干细胞。
• 方法：首先将收集到的细胞悬液与荧光标记的神经干细胞特异性抗体孵育，如巢蛋白（Nestin）、SOX2等抗体。这些抗体能够与神经干细胞表面的相应抗原特异性结合，使神经干细胞带上荧光标记。然后将细胞悬液加入流式细胞仪中，在激光的激发下，根据细胞的荧光信号和散射光信号，将表达神经干细胞特异性标志物的细胞分选出来，收集到特定的容器中进行培养。

这些细胞在实验室环境中生长，直到达到治疗所需的数量。

培育和调制过程大约持续1.5-2个月，直到它们适合治疗使用。为确保供应充足，我们建议保持两个月的储备。 

如果需要的话，可以冷冻这些细胞进行长期保存。

我们如何移植神经干细胞？

神经干细胞治疗可以通过两种方式进行：

• 鞘内注射（进入椎管）。这是首选方案。鞘内注射是一种安全、有效、经过充分研究的方法，侵袭性和并发症风险较低。此外，细胞可以轻松穿过脑脊液，并可能到达中枢神经系统的多个区域，使其成为治疗中枢神经系统疾病的理想方法。
• 直接在病变部位（受损区域）进行治疗。吉林中科干细胞目前不采用这种方法。以这种方式注射细胞具有更多的技术挑战和风险，例如引发感染、损伤周围组织以及延长术后护理和住院时间。

剂量

对于鞘内给药，每次手术的典型剂量范围为5000万至7000万个细胞，平均6000万个细胞稀释在3毫升溶液中。

项目时长

NSCs治疗计划持续4-5天，如有必要可在一年后重复。 

该计划包括以下步骤：

• 第1天：我们的医疗专业人员评估患者的状况和治疗适合性。
• 第2天：鞘内注射NSCs细胞。医生使用鞘内注射工具和铅笔尖脊椎针以及局部麻醉剂来麻醉皮肤，从而进行该手术。
• 第3天和第4天：监测任何不良反应或改善迹象。

与其他细胞结合

NSCs疗法还可以与其他类型的细胞相结合，例如来自胎盘、脐带和外泌体的细胞。这样，我们可以提高治疗效果并支持再生过程。 

禁忌症

总体而言，NSC治疗耐受性良好，适用于许多患者。不过，该治疗也存在一些禁忌症：

• 18岁以下患者：由于对儿童的研究和安全数据不足。
• 服用抗凝剂的患者：抗凝剂会影响人体凝血能力，在治疗期间或治疗后会产生风险。但是，如果可以停用该药物，则该手术可能是一种选择。
• 患有某些血液凝固障碍的患者：在这种情况下，应谨慎进行该手术，因为并发症的风险会增加。

治疗结果

• 6个月后：神经干细胞疗法的积极效果有望增强
• 一年后：治疗效果可能会降低

需要注意的是，治疗效果会因病情严重程度、病程长短和个人特征而异。对于创伤，一次治疗可能就足够了。 

然而，神经退行性疾病，如多发性硬化症或帕金森氏症，可能需要重复治疗来支持或改善患者的病情。

副作用

虽然细胞疗法不会引发长期副作用，但可能会引发一些轻微的短期影响，包括：

• 发烧
• 头痛 
• 寒冷
• 皮疹
• 注射部位局部肿胀或发红

这些影响可以通过止痛药或术后休息来解决，并在24小时内消失。良性肿瘤作为副作用发展的可能性低于1%。最后，细胞不会迁移到其他身体系统，最大限度地减少了对患者健康的潜在影响。

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