1、 临床论文脑缺血后神经干细胞内源性激活的机制【关键词】脑缺血；神经发生；调控脑缺血再灌注损伤发生发展机制的研究一直是近年来神经科学的研究热点。 脑缺血后，由于神经细胞缺血缺氧，细胞膜上的离子泵和细胞膜的通透性受到影响，导致神经细胞水肿坏死。 大脑中的神经干细胞在多种因素的影响下，通过增殖、迁移和分化三个过程，可以部分修复坏死的脑组织，部分恢复神经功能。本文就脑缺血后内源性神经干细胞的激活作一综述。 1.脑缺血激活的NSC成年动物神经细胞的再生发生在两个区域:一个位于侧脑室壁的脑室下区(SVZ)，可产生新的内源性神经元，并沿吻侧迁移流(RMS)迁移至嗅球(OB)；另一个区域是齿状回(DG)的颗粒
2、带下(SGZ)，SGZ的干细胞可以发育成新的颗粒细胞1 脑缺血可以激活SVZ和SGZ的MC 金等通过BrdU标记(5-溴脱氧尿苷是脱氧尿苷的模拟物，在有丝分裂的S期整合到DNA中，所以BrdU阳性细胞代表新生成的NSCs)观察了脑缺血对NSC增殖和分化的影响，发现脑缺血后两侧大脑半球和的NSC增殖最明显2 这表明内源性NSC具有修复神经功能缺损的能力。 Kee等采用局灶性脑缺血模型，发现1周后DG内BrdU阳性细胞数较对照组增加2 3倍。2周后，60%的增殖细胞分化为未成熟神经元，5周后，60%的未成熟神经元成熟3 这表明内源性NSC具有修复神经功能缺损的能力。 脑缺血后神经再生的过程可分为三
3、个阶段:增殖、迁移和分化。 Iwai等用沙鼠制作脑缺血模型，BrdU、唾液酸神经细胞粘附分子、核抗原和胶质原纤维蛋白分别作为神经细胞增殖、延迟和分化的标志。 结果表明，SGZ和SVZ的神经干细胞在脑缺血后首先被激活，促进其增殖，并在再灌注后10天达到高峰。然后是增殖细胞的迁移，SVZ增殖的NSCs在唾液酸神经细胞粘附分子的作用下通过RMS迁移到OB，而SGZ增殖的细胞迁移到颗粒细胞层；最后，增殖细胞分化。 SVZ的NSCs迁移至嗅球并分化为神经元，继续成熟并参与嗅神经再生，而SGZ的NSCs迁移至颗粒细胞层并分化为神经元，新生神经元参与海马神经元的再生。 这三个过程大约需要2个月4 3脑缺血后
4、内源性神经元激活的机制各种细胞因子和粘附分子可影响NSCs的增殖、迁移和分化，脑缺血后NSCs的激活与多种因素有关5 3.1兴奋性氨基酸兴奋性氨基酸是脑缺血病理生理过程中的重要毒物，NMDA受体(N甲基D天冬氨酸受体)拮抗剂可使脑梗死体积缩小。 王锡林等采用传统的线栓法制作大脑中动脉缺血再灌注模型。实验组大鼠腹腔注射MK 801 (NMDA受体拮抗剂)，用免疫组织化学方法标记SGZ、SVZ及梗死皮质周围区域。注射后第3、7、11、18天检测BrdU阳性细胞数，实验组SGZ、SVZ及梗死灶周围区域较对照组明显。 通过对大鼠的研究，can等人认为MK 801可以增加大鼠海马齿状回胸苷的合成，促进海
5、马神经发生7 脑缺血时NMDA受体拮抗剂内源性激活NSC的机制不明，可能是由于:(1)脑缺血后，NMDA受体拮抗剂可通过抑制兴奋性氨基酸毒性促进NSC增殖，并降低Ca2+浓度，维持体内Ca2+平衡，刺激bcl-22，抑制细胞凋亡，使NSC通过有丝分裂成功增殖分化而不死于凋亡；(2)脑缺血后，NMDA受体拮抗剂可调节表皮生长因子(EGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)，特别是增加海马bFGF mRNA和BDGF mRNA的表达，而脑源性神经生长因子可促进EGF敏感的NSC前体细胞向神经元分化，NMDA受体拮抗剂可通过改变脑内微环境内源性激活NSC的增殖和分化。 然而，Arvidsson等人
6、发现MK 801可以完全阻断局灶性脑缺血后神经干细胞的增殖，这可能是由于其抑制了一些生长因子的表达8 此外，兴奋性氨基酸对正常状态和脑缺血状态下的神经干细胞有不同的影响。正常沙鼠应用MK 801会促进海马齿状回NSCs的增殖，但会抑制脑缺血时NSCs的增殖。 兴奋性氨基酸受体拮抗剂是否能促进或抑制脑缺血后NSC的增殖还有待进一步研究。 3.2碱性成纤维细胞生长因子(bFGF) bFGF能促进有丝分裂、趋化和诱导分化。 正常情况下，bFGF以痕量分布在大脑、垂体和下丘脑中，其受体存在于海马皮质、中脑、纹状体和小脑的神经元中9 脑缺血后，早期可观察到bFGF表达增加，促进神经干细胞的增殖和分化。其
7、机制可能与以下因素有关:(1)诱导和促进神经元前体细胞核有丝分裂的增加:实验发现大鼠皮下注射bFGF后，SGZ和SVZ 3H胸腺嘧啶的合成增加20% 80%，提示bFGF增加了核DNA的合成，从而促进细胞增殖。脑内注射bFGF也显示了相同的结果。(2)对抗兴奋性氨基酸的毒性，抑制NMDAR的激活；(3)调节钙调素基因、血小板反应蛋白(Tsp1)基因、特异性成骨细胞因子2 (OSF2)基因和细胞因子诱导核蛋白的表达。 钙调素参与调节神经细胞各种细胞分化的过程，tsp1基因、osf2基因和细胞因子诱导的核蛋白都参与神经元增殖、分化和再生的过程。 3.3表皮生长因子(EGF) EGF反应性NSCs存
8、在于成年SVZ中，外源性EGF可直接促进其增殖和分裂。 佘健等观察到大脑皮质梗死后24 48小时向脑室注射外源性EGF，梗死同侧SVZ内NSCs明显增殖10 然而，MAP2阳性神经元没有增加的事实反映了EGF不能或很少促进从SVZ迁移到神经元的NSCs的分化，并且不能有效地重建神经元的功能网络，而只能通过刺激星形胶质细胞的增殖来加速梗死灶的恢复。 3.4转化生长因子(TGF)法伦等人将TGF注射到健康大鼠脑内。几天后，发现SVZ的神经干细胞增殖。 将转化生长因子注射到黑质纹状体损伤大鼠脑内，发现SVZ迁移到损伤区并分化为多巴胺能神经元11 3.5促红细胞生成素(EPO)脑缺血后缺氧可诱导EPO
9、的升高，SVZ区有EPO受体表达。大鼠脑室注射促红细胞生成素可增加SVZ区向嗅球迁移的细胞数量，而促红细胞生成素抗体可减少这些细胞的数量。 王树理等人使用rhepo治疗中风大鼠，显著改善了神经功能的恢复。 发现rhepo治疗增加了血管内皮生长因子(VEGF)和脑源性神经营养因子(BDNF)的水平12 3.6炎症和凋亡对神经再生的影响炎症机制也能促进缺血后神经元的再生，乙酰水杨酸能减少脑缺血后NSCs的增殖。 DLAHL等发现应用caspase途径抑制剂可以减少齿状回细胞凋亡的发生，增加该区域增殖细胞的数量13 4问题与展望:脑缺血后激活的SVZ和SGZ的NSCs通过增殖、迁移、分化三个阶段出现
10、在梗死灶周围，但大部分最终转化为星形胶质细胞，只有少部分转化为神经元，因此对神经元的修复没有实际意义。 因此，内源性NSC不能完全修复脑缺血后神经功能的损伤。 进一步了解脑缺血后NSC分化为神经元并实现内源性神经元增殖修复受损脑组织的机制，对于治疗脑缺血引起的各种疾病具有重要意义。 参考文献 1刘尊，刘运海。缺血性脑损伤后神经再生的研究J.中风和神经疾病，2004，11 (6): 399-340。2金K，M，蓝建清，等.大鼠局灶性脑缺血后齿状回颗粒下区和吻侧室下区的神经发生J.美国国家科学院学报，2001，98(8):4710。3Kee NJ，Preston E，WojtouiczJM。大鼠齿
11、状回短暂全脑缺血后神经发生增强J.实验大脑研究，2001，136(3):313-320。4Iwai M，Sato K，Kamada H，等.沙土鼠短暂性前脑缺血后干细胞从室下区向嗅球的分裂、迁移和分化的时间分布J.脑血流代谢杂志，2003，23 (3): 331-341。5黄彦军。脑缺血后的神经发生及其调节J.中国康复理论与实践，2005，11 (5): 355-358。6王希林，曾庆兴，陈应春。门冬氨酸甲酯受体拮抗剂对成年大鼠脑缺血后神经干细胞的影响2005，22(2):121-123。7Gould E，McEwen BS，Cameron HA，等.齿状回兴奋性输入和NMDA受体激活对成人神
12、经发生的调节J.神经科学杂志，2000，15(6):4687-4692。8Arvidsson A，KoKalaa Z，Lind vall O . N-甲基-D-天冬氨酸受体介导中风后成年大鼠齿状回神经发生的增加J.欧洲神经科学杂志，2001年，第14卷第1期，第10-18页。9王卫东，姜文。碱性成纤维细胞生长因子与脑神经元再生J.中风和神经疾病，2002，9 (6): 383-384。10佘健，曾金生，盛，等.表皮生长因子对脑梗死大鼠脑室室管膜下的作用11(23):1965-1967 .11Fallon J，Reid S，Kinyamur Det等.成年哺乳动物脑中神经细胞的体内诱导J.美国自然科学，2000年，97: 14686。12王树理。促红细胞生成素能增强脑卒中大鼠的神经和血管生成，改善神经系统功能J.国外脑血管病医学杂志，2004，12 (8): 631。13 Ekdlahl CT，Mobapel P，Miyazaki H，等. Capase抑制剂增加adlt大鼠齿状回前体细胞子代的短期存活，癫痫持续状态J.欧洲神经科学杂志，2001年，第14卷第6期:第937-945页
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