全 文 ：第25卷 第3期
2013年3月
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
Vol. 25, No. 3
Mar., 2013
文章编号：1004-0374(2013)03-0320-04
神经干细胞治疗脊髓损伤的现状及移植途径
赵　强1，金　华1,2，李艳华1,2*
(1 昆明理工大学医学院，昆明 650500；2 昆明医学院附属昆华医院，云南省第一人民医院麻醉科，昆明 650032)
摘　要：脊髓损伤是一种常见的神经系统创伤性疾病，临床尚缺乏有效的治疗方法，干细胞移植治疗脊髓
损伤是目前研究的主要方向。除移植细胞的筛选与诱导外，适合的移植途径对干细胞治疗可以起到一定的
促进作用。对神经干细胞移植途径的研究，能更有效地发挥其在受损脊髓中的作用。本文对脊髓损伤的现
状和神经干细胞移植途径的研究进展作一综述。
关键词：脊髓损伤；移植途径；神经干细胞
中图分类号：Q291；R744.9 文献标志码：A
Status and transplantation ways of neural stem cell in injured spinal cord
ZHAO Qiang1, JIN Hua1,2, LI Yan-Hua1,2*
(1 Medical College, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China; 2 Department of
Anesthesiology, Kunhua Hospital, Kunming Medical College, Kunming 650032, China)
Abstract: Spinal cord injury (SCI) is one of the common nervous system traumatic diseases. It is still difficult to
find a good method for the treatment of spinal cord injury, transplantation of neural stem cells into spinal cord is the
main research trends. In addition to cell screening and induction, transplantation is the key to the treatment. The
study of methods of neural stem cells (NSCs) transplantation might improve the function of NSCs in the injured
spinal cord. This paper introduces the advances of the spinal cord injury and NSCs transplantation way.
Key words: spinal cord injury; transplantation way; neural stem cells
收稿日期：2012-08-22； 修回日期：2012-10-16
基金项目：云南省科学技术联合专项(2009CD199)
*通信作者：E-mail: lyhkunhua@163.com
脊髓损伤 (spinal cord injury, SCI)是交通、运动、
工程、医疗等众多事故中常见的一种神经系统损伤
性疾病。SCI除可致四肢瘫痪和截瘫外，还伴有排
尿障碍，如果处理不当，可引起泌尿系统感染、肾
功能障碍等并发症。据报道，中国现有脊髓损伤患
者约 100万，并以每年约 1万的速度增加 [1]。由于
缺乏有效的治疗手段及方法，大部分患者将面临终
身残疾。近年来，随着生物学发展的突飞猛进，尤
其是在分子及细胞水平上对脊髓损伤及修复的相关
机理的研究，脊髓损伤修复领域将有望取得突破。
1　脊髓损伤的危害及病理机制
脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统创伤性疾
病，包括原发性损伤和继发性损伤 [2-3]。原发性脊
髓损伤是由于脊柱骨折脱位或爆裂骨折造成的脊髓
瞬间快速的受压损伤，发病机制包括损伤时由于局
部畸形和能量传导诱发的脊髓机械性损伤、急性脊
髓牵张、加速或减速时脊髓的剪切、撕裂或贯通性
损伤 [4-6]。继发性损伤是由脱髓鞘、缺血、炎症等
原因引起的，如临床常见的胸、腹主动脉瘤，脊柱
骨折，脊髓供血动脉疾患，脊髓内显微外科手术，
骶管肿瘤手术等常导致的脊髓缺血损伤 (spinal cord
ischemia injury, SCII)。该脊髓损伤会引起急性或
迟发性截瘫，严重影响患者的生活质量 [4-6]。尽管
不断地改进外科手术技术和应用脊髓保护措施，但
SCII发生率仍在上升。
脊髓微血管结构的破坏和脊髓水肿造成脊髓神
经元和胶质细胞缺血缺氧，发生其特有的中心性缺
赵　强，等：神经干细胞治疗脊髓损伤的现状及移植途径第3期 321
血坏死，是脊髓功能损伤的直接原因 [7]。其损伤程
度与缺血时间密切相关，缺血时间越长，损伤程度
越重，甚至会进入不可逆损伤期。此外，脊髓长时
间缺血再灌注会诱发自由基释放、局部炎症、水肿、
电解质紊乱，从而引起微循环障碍，继发性缺血缺
氧和病理性自由基释放加剧，使脊髓缺血坏死不断
加重，形成恶性循环 [8]，进而导致损伤范围扩大，
神经元死亡， 神经纤维变性、脱髓鞘 [9]，造成脊髓
结构和功能障碍 [10]。上行及下行轴突连续性的中断
还会进一步导致神经元靶源性营养供给的减少和生
理电、化学信号传递功能的障碍。
2　神经干细胞治疗脊髓损伤的现状
临床治疗脊髓损伤目前尚无有效方法， 现阶段
主要是通过改变神经损伤部位的微环境进行治疗，
主要分为以下 3 个阶段 [11-12]： (1)早期控制继发性
损伤造成的损害，由损伤部位缺血、炎症反应、离
子紊乱和氧自由基增多等产生的继发性损伤。可采
用包括自由基清除、冲击疗法、离子通道阻滞剂、
手术减压等治疗措施来抑制。(2)中期修复受损的
髓鞘，解除抑制轴突再生的因素，促进轴突再生，
包括细胞移植、神经生长因子、抗轴突生长抑制因
子及基因沉默等技术的应用。(3)晚期则需要通过
康复训练，恢复脊髓损伤后造成的功能障碍。
SCI的修复包括神经元及轴突的再生、神经元
整合和突触建立。长传导束和轴索的断裂是脊髓损
伤的本质问题 [11]。目前治疗 SCI需要注意：(1)由
于脊髓损伤造成的上行纤维和下行纤维的断裂需要
进行再生修复； (2)SCI后出现的脱髓鞘病变需要对
其再髓鞘化；(3)SCI会导致大量神经元死亡，需要
有新的神经元代替。
为了达到促使轴突生长的目的，研究者通过移
植可分化为神经细胞的载体来探究轴突生长的相关
机制。目前，移植载体 [13-16]的研究主要集中于神经
干细胞、嗅鞘细胞、胚胎中枢神经组织、雪旺细胞 [17]、
外周神经等。现阶段对于多能干细胞治疗脊髓损
伤的研究较普遍 [18]，且相关药物的研发工作已经开
展 [19]。其中神经干细胞 (neural stem cells, NSCs)以
其增殖能力强、免疫原性低、利于进行细胞移植和
基因调控 [20-21]等特点被广泛应用。神经干细胞主要
存在于哺乳动物胚胎和成年动物的大脑皮质、侧脑
室、室管膜下层及纹状体中 [22]，可以分泌神经营养
因子，改善脊髓局部微环境并启动再生相关基因的
顺序表达，使损伤轴突再生，同时产生细胞外基质，
填充脊髓损伤后遗留的空腔，为再生的轴突提供支
持物， 使残存脱髓鞘的神经纤维和新生的神经纤维
形成新的髓鞘，保持神经纤维功能的完整性 [23]。神
经干细胞在移植到脊髓损伤区域后可分化为神经
元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，桥接脊髓断端
并且重建神经传导通路，改善损伤平面以下的运动
及感觉功能 [24-25]。另有研究证明， 将 NSCs体外分
化为星形胶质细胞后移植，可促进脊髓损伤区空洞
的修复，而将 NSCs诱导分化为少突胶质细胞后移
植到脊髓损伤区，可促进损伤区脱髓鞘神经的髓
鞘化 [26-27]。此外，通过对神经干细胞的基因修饰，
改变病灶区域的微环境可促使神经干细胞发挥作
用 [28-29]。神经干细胞与其他手段联合运用可促进脊
髓损伤的修复，如神经干细胞与雪旺细胞联合移植
可促进脱髓鞘神经的髓鞘化及轴突的再生 [30]。
由于 NSCs具有上述生物学特性，确保移植细
胞到达损伤脊髓并在局部存活分化是治疗脊髓损伤
的关键，因此，输注 NSCs的途径就显得尤为重要。
3　神经干细胞的移植途径
目前，NSCs的移植途径主要有 3种：(1) 局部
注射移植：需要依次切开皮肤、肌肉、韧带、受损
节段椎板、硬脊膜，再损伤脊髓的上、下端注射干
细胞 [31-32]。 该方法使干细胞在损伤脊髓的两端发挥
作用，并起到减压作用，有利于脊髓的功能恢复，
但手术创伤大，对脊髓是一次新的损伤 [33]。(2) 经
脑脊液注射移植：腰椎穿刺后将干细胞注射到蛛网
膜下腔，干细胞经脑脊液循环途径流遍整个大脑和
脊髓，在宿主蛛网膜下腔贴附、增殖和分化，适于
病变范围广泛的神经功能疾病治疗 [34-35]。虽然有研
究表明移植细胞在脑脊液内的迁移、趋行部位可以
通过内生电场进行控制 [36]，但干细胞经过脑脊液－
脊髓屏障 (突破血脑屏障 )到达损伤脊髓并发挥治
疗作用的细胞数量有限，而脑脊液环境不同于细胞
培养液，干细胞在脑脊液中的存活数量仍存在疑问。
(3)经血液循环注射移植：将干细胞注射入穿刺血
管内，细胞经血液循环到达病变部位发挥作用 [37]。
该方法操作简单、创伤小、易被患者接受，可分为
经静脉移植和经动脉移植。干细胞经静脉移植需
要长时间迁移，导致大量的移植细胞在血液循环
中被消耗，无法进入病灶区域。加大移植细胞数
量和增加移植次数或可解决该问题，但会提高治疗
成本 [38-39]。经动脉移植可以减少干细胞在血液循环
中的损失， 提高干细胞的利用率。有报道采用颈内
生命科学 第25卷322
动脉穿刺方法移植干细胞治疗脑损伤 [40]。经动脉移
植 NSCs可避免再次手术，具有损伤小、操作简单、
快速到达预定部位等优势 [41]。Guzman等 [42]报道，
经颈动脉移植 NSC较其他途径更能改善脑梗死小
鼠模型的神经系统功能。有研究人员对比了经动脉
移植干细胞和经静脉移植干细胞的优缺点，结果表
明，经动脉移植干细胞对大鼠的治疗效果优于经静
脉移植 [43-45]。可见，经动脉输注 NSCs治疗脊髓损
伤可能成为较佳的移植途径。
目前，NSCs的研究仍存在以下问题：(1)神经
干细胞诱导成功后的稳定性尚不清楚，即将诱导成
功的神经干细胞植入生物体后是否还会因为其他的
影响因素而致瘤或无治疗效果；(2)神经干细胞输
注的最优方式还有待确定。随着研究的进一步深入，
NSCs移植的相关机制将会逐渐清晰，治疗效果也
会逐渐稳定。相信 NSCs移植会成为临床治疗脊髓
损伤的有效手段。
[参　考　文　献]
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