 日志正文
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长期以来，人们一直认为，人的大脑神经细胞不具备更新能力，一旦受损就无法再生，这种观点使人们在对帕金森病、多发性硬化及脑脊髓损伤的治疗受到了很大的限制。虽然传统的药物及手术等方法取得了一定的进展 ,但是仍不能达到满意的效果。近年来，生物医学技术迅猛发展，神经生物学的重要进展之一即发现了神经干细胞（neural stem cells, NSCs）的存在，特别是对成体脑内神经干细胞的分离和鉴定具有划时代意义。作为神经性退行性疾病、中风及颅脑损伤等疾病治疗手段的希望，NSCs越来越受到学术界的关注。但同时，这项创新性治疗手段也带来了巨大的风险，其中令人较为担忧的是这项试验性治疗手段的安全性问题，主要为移植后的干细胞是否具有致瘤性，一直是人们关注的焦点。
1 神经干细胞的特点 成人的NSCs主要位于室管膜下区，作为主要的前体细胞，可在胚胎、新生儿及成人脑内产生神经元与胶质细胞。NSCs可分化为神经元、星形胶质细胞与少突胶质细胞。NSCs通过细胞分裂形成神经球，在脑内具有移植、迁移并能分化成为神经细胞与其他类型细胞的功能。目前研究认为，NSCs有3个重要特点：（1）可以自我更新及分化；（2）胚胎与成体NSCs是直系相关的，者都是从神经上皮细胞转变为放射状胶质细胞，然后再转变为具有星形胶质细胞特征的细胞；（3）NSCs为不对称分裂，而其扩增和传代是通过中间期神经前体细胞的对称分裂。 2 肿瘤干细胞（brain tumor stem cells, BTSCs)与NSCs的关系 最近有学者提出，脑肿瘤内存在BTSCs，对脑肿瘤的维持及生长起着十分重要的作用，其来源目前尚无确切定论，有假说认为BTSCs 可能来源于NSCs，因为两者在某些方面具有很多相似的特征：（1）在无血清培养条件下，这2类细胞都呈悬浮球样生长；（2）两者表达多种相同的标记物（如CD133、Nestin、Sox2和Musashi-1等）； （3）都具有自我更新和分裂增殖的能力；（4）都具有分化潜能，在一定条件下，向神经组织细胞分化；（5） 都具有迁徙的能力，这一特性可能受化学趋向因子或特异受体的调控，值得注意的是NSCs在体内即具有向脑肿瘤组织迁徙的特性；（6）两者具有相似的生长调节机制，有证据表明许多调节脑肿瘤生长的因子也调节NSCs的生长。 3 NSCs与脑肿瘤的关系 Amariglio等报道，有几名接受胚胎源性NSCs治疗的患者，多年后出现神经胶质增生物，经基因型分析及分子生物学检测发现该增生物为外宿主来源，因此，提示胚胎源性NSCs可能参与了胶质瘤的生成。BTSCs表达NSCs的标志物，提示两者关系密切。还有研究发现，大鼠室下区来源的NSCs在不加入表皮生长因子（epidermalgrowth factor，EGF）及碱性成纤维细胞生长因子（basicfibroblast growth factor， bFGF）的情况下，组织转录因子核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）可表现高水平的活动，变异及多倍体DNA含量增加，NSCs出现肿瘤表现型，可在软琼脂糖凝聚实验中形成克隆；微阵列分析也显示，NF-κB的目标基因血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）表达上调；在神经元分化的条件下，NSCs出现胶质瘤的表型，增殖延长，并有大量的Nestin表达阳性细胞出现，提示胶质瘤细胞也可能来自于基因组不稳的NSCs，且后者可能为高级别胶质瘤细胞的来源。此外，未分化的NSCs拥有的一些特征也提示其致瘤的可能性，例如，当NSCs被诱导分化时，可产生中间期的前体细胞，它们可以一过性地表现出胶质瘤的多种特征，包括多倍体、失去生长-接触抑制、细胞周期改变和生长因子不敏感化等，随着子代细胞的生长，前体细胞的这些致瘤特征会逐渐消失，提示生长中的前体细胞也许为干细胞源性肿瘤的来源。有研究还发现，应用成体脑前体细胞治疗神经系统疾病时，由于扩增的前体细胞可有异常基因存在，移植后可导致恶性肿瘤的产生。研究显示，NSCs的不对称分裂可使细胞基因不稳定而发生改变，从而使肿瘤形成并维持生长。如在鼠脑内p 53基因框内缺失突变，可引起相关基因的突变，从而导致胶质瘤的产生。室下区NSCs内可检测到突变p53蛋白的聚集，最终体现为具有突变p53表达的Olig2+ 一过性扩增的前体样细胞在室下区相关的区域引发胶质瘤形成。实验数据显示，p 53基因突变诱导下游Rb 基因与RTK信号通路的改变，以及Olig2+过表达都是导致胶质瘤产生的因素。在胶质瘤的形成过程中，可检测到 p 53基因的突变，而单纯的 p 53基因缺失并不引起自发性胶质瘤的产生，但可引起室管膜下区细胞的过度增生，这些过度增生的细胞与化学致癌剂诱导所形成的初期微小肿瘤相似。成体p 53基因缺失的室管膜下区细胞只有在被突变的Ras蛋白参与的信号转导时才能被转化。Marumoto等人利用LoxP设计的慢病毒载体与神经胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acid protein， GFAP）驱使的Cre重组酶实验的研究表明，突变的Ras 或Akt 基因表达只能诱导室管膜下GFAP表达阳性的细胞形成胶质瘤，而大脑中GFAP表达阳性的细胞则并不形成肿瘤，提示室管膜下细胞的内部特征在肿瘤的形成中也是十分重要的。最近又有学者提出，复发的成胶质细胞瘤也许是由于NSCs内部基因的转变及细胞微环境的改变所引起的，已经有大量文献支持BTSCs为室管膜下区NSCs癌基因的转变所致。 4 Notch通路对NSCs的调控 Notch 信号通路在胚胎发生、造血和神经干细胞分化中起着至关重要的作用。Notch 受体是一种整合型膜蛋白，属于保守的细胞表面受体，其信号转导途径始于Notch受体与配体结合后，其从细胞膜上脱落并向细胞核转移，将信号转导给下游信号分子。该途径的信号转导主要是通过蛋白质相互作用，引起转录调节因子的改变或将转录调节因子结合到靶基因上，实现对特定基因转录的调控。因此，Notch通路具有调控细胞增殖、分化和凋亡的功能，当激活Notch途径时，干细胞进入增殖状态；Notch通路的激活可以增强Shh对神经元干细胞的影响，以往的研究表明，N-myc位于激活的Shh下游，能调节Notch配体DLL3。N-myc依赖Huwe1的激活来调节DLL3，而Huwe1可以增强Shh与Notch的协同作用。当Notch通路受到抑制时，干细胞进入分化阶段。有动物研究表明，抑制Notch通路可减少血管生成与肿瘤的形成。 5 致癌剂对NSCs的影响 Nestin蛋白常在未分化的神经多能干细胞中表达，主要在发育中的和再生的脑组织中表达，在已分化的正常脑组织中几乎不表达，但在各种中枢神经系统肿瘤特别是胶质瘤中有丰富的表达。Recht等利用N -乙基-N -亚硝基脲致瘤模型技术，诱导怀孕的晚期母鼠，在出生后的幼鼠身上获得肿瘤模型，并选择Nestin为标志物。研究发现，幼鼠出生后最早30 d 时即可在室管膜下区之外的脑实质中发现单个或成团的Nestin表达阳性的细胞，随着时间的延长，Nestin阳性细胞团逐渐增大并形成实体瘤；对照组未在室管膜下区外的脑实质中发现有Nestin阳性细胞。同时将致瘤组的新生鼠处死，并分离培养室管膜下区NSCs，结果部分小鼠的NSCs经过50~60 d的培养后仍无法形成神经球，却呈贴壁生长，分裂增殖加快。这些研究为脑肿瘤与NSCs相关性的假说提供了重要的实验依据。 6 总 结 综上所述，干细胞移植与肿瘤形成是否相关，目前有以下几种观点：（1）干细胞增殖分化过程中出现基因组不稳而导致自发突变，易出现染色体异常而形成肿瘤；干细胞所分泌的细胞因子有促进肿瘤生长或肿瘤血管生成的可能。（2）p 53基因的缺失协同其他细胞机制包括增强血小板源生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)信号通路、对N -乙基-N -亚硝基脲的暴露或Ras的激活有致肿瘤产生的可能。（3）NSCs的不对称分裂有使细胞基因不稳定而改变，从而使肿瘤形成并维持生长的潜在危险。（4）NSCs内部基因突变与外部微环境的改变而导致肿瘤形成。（5）Notch信号对神经干细胞增殖分化的调控，也可以影响肿瘤的形成。总之，脑胶质瘤的发生是一个多因素、多步骤和多种基因参与的复杂的病理过程，其中涉及到多种癌基因、抑癌基因、DNA修复基因及细胞凋亡相关基因突变的变化，并非单个基因突变所致。 7 展 望 NSCs的发现是神经医学领域的重大发现之一，由于其可分化为神经元，因此为颅脑创伤、脑出血和帕金森综合征等神经系统疾病的组织修复带来了巨大的希望。但要应用于临床目前尚面临许多问题亟待解决：首先，神经干细胞诱导、分化及迁移等调控机制还有待进一步研究，这对于神经干细胞是否致瘤问题的解决具有十分重要的作用；其次，对于神经组织的修复到底是干细胞分化的神经元起作用还是干细胞分泌的神经营养因子在起作用，目前在国际上还存在争议。相信随着对神经医学研究的进展，NSCs在临床中的应用一定会有更广阔的前景。 转帖 我的相关日志：
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