神經干細胞
神經干細胞(NSCs)是一種自我更新的多能性細胞,可以生成神經系統的基本細胞類型。首先,NSCs生成通用的祖細胞,這些細胞分化為神經祖細胞和膠質祖細胞。然后,這兩類祖細胞根據環境信號分別分化為神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞(取決于環境信號)(圖1)。這三種細胞是中樞神經系統中的主要和重要細胞類型。一些神經祖細胞仍然存在于成年脊椎動物大腦中高度受限的區域,并在整個生命中繼續產生神經元。
神經干細胞有兩種增殖方式:對稱性分裂和不對稱性分裂。對稱性分裂產生兩個干細胞或兩個祖細胞,而不對稱性分裂產生一個新的干細胞和一個祖細胞。由于不斷的遷移和分化或后增殖,祖細胞只存在于很短的時間。所產生的新細胞可以融入原始的神經組織,并在體內長期存活。這些特性使得NSCs在中樞神經系統發育、損傷、疾病或自然細胞更新后維持細胞數量方面成為重要的元素。

圖1. NSCs的亞型
注意,在所有神經組織(如大腦和脊髓)中,不同類型的NSC會產生不同類型的子代細胞,它們的分布也不同。
NSCs的分類
根據分化潛能和子代細胞類型,NSCs可以分為四類:神經管上皮細胞、放射狀膠質神經元、神經原細胞和神經前體細胞。
神經管上皮細胞具有最強的分裂能力,僅存在于胚胎期。它們可以產生放射狀膠質神經元和神經原細胞。放射狀膠質神經元可以分裂產生自身,并同時產生神經前體細胞或膠質細胞。它的主要作用是在早期兒童的神經元發育過程中產生投射神經元,完成類似于大腦皮質和核團等基本神經組織細胞的發育。神經原細胞是主要存在于成年體內的NSCs,可以分裂為神經前體細胞、神經元和各種類型的膠質細胞。神經前體細胞是各種類型神經元的前體細胞,如微膠質細胞,由膠質細胞前體產生。
根據不同的位置,NSCs被分為神經嵴干細胞(NC-SC)和中樞神經干細胞(CNS-SC)。
NSCs療法
在研究和醫學中,越來越廣泛地使用NSCs。神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞起源于位于特定腦區域(如腦室壁和海馬)的NSCs的發現,揭示了使用NSCs治療中樞神經系統疾病的潛力,包括帕金森病和阿爾茨海默病。目前,NSCs的治療機制包括:
在疾病部位組織損傷后會釋放多種趨化因子,吸引NSCs到受傷部位,并在局部微環境的作用下分化為不同類型的細胞,以修復和補充受損神經細胞。缺血和缺氧引起的血管內皮細胞和膠質細胞損傷會增加局部通透性。此外,在多種粘附分子的作用下,NSCs可以穿過血腦屏障,并在損傷處高濃度聚集;
NSCs可以分泌多種神經營養因子,促進受損細胞的修復;
NSCs可以增強突觸之間的連接,創建新的神經回路。
NSCs的標記物
在NSCs療法之前,NSCs的分離是最重要的過程。NSCs標記物指的是一些特殊蛋白質,可以將NSC與其他細胞類型區分開來。我們在以下表格中列出了最常見的NSCs標記物。
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