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　　對于運動性脊髓損傷的修復，目前較多的采用手術、藥物、針灸、物理治療等多種治療脊髓損傷的方法，以及近年來提出的脊髓再生新方法，如神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)移植、基因治療等雖可使成年動物的脊髓功能表現(xiàn)出某種程度的恢復，但都難以解決患者截癱的難題。隨著干細胞技術的發(fā)展，通過細胞移植增加脊髓神經(jīng)元數(shù)量、減少膠質(zhì)瘢痕和空洞的形成成為了可能。文章探討了干細胞移植方法、干細胞神經(jīng)營養(yǎng)因子以及基因修飾的干細胞療法修復脊髓損傷等內(nèi)容，旨在為運動性脊髓損傷的修復和治療提供科學依據(jù)和理論基礎。

1  運動性脊髓損傷的研究進展

　　運動性脊髓損傷是指在運動過程中，由于保護措施不當，造成的由脊柱損傷進而損傷到脊髓的病癥，可發(fā)生于運動員和非運動員，且患者大多數(shù)為青壯年、少年等的運動參與者，且以男性居多。如 2007年全國體操錦標賽上的運動員王燕、著名體操運動員桑蘭以及著名影視演員“超人”扮演著克里斯托弗等的損傷就是很好的例子。一般來說，脊髓損傷的患者常遺留有不同程度的功能障礙。出現(xiàn)脊髓損傷時常引起脊髓橫貫性損害，造成損害平面以下的運動、感覺、括約肌自主神經(jīng)功能等的障礙。有研究顯示因脊髓損傷患者損傷平面以下喪失中樞神經(jīng)系統(tǒng)的支配，自主神經(jīng)功能紊亂，循環(huán)調(diào)節(jié)功能障礙，導致患者最大吸氧量下降，且損傷平面越高，心肺功能就越差。還有研究指出，脊髓損傷后，由于局部神經(jīng)元及神經(jīng)纖維的原發(fā)及繼發(fā)性的丟失，損傷部位的神經(jīng)軸突被撕裂，神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞死亡，幸存的軸突發(fā)生脫髓鞘改變，損傷局部囊性病變，膠質(zhì)瘢痕的形成，中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)存在的各種抑制再生因素，加上中樞神經(jīng)自身極差的再生能力，這些因素造成了脊髓損傷后結構和功能上的嚴重破壞，最終導致脊髓喪失傳導下行的運動沖動和上行的感覺沖動能力，患者發(fā)生癱瘓。
2  干細胞修復運動性脊髓損傷的應用

　　隨著干細胞技術的研究，尤其是胚胎干細胞、神經(jīng)干細胞(neural stem cells ，NSC)、骨髓間充質(zhì)干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)等分離技術的成熟和定向分化技術的發(fā)展，干細胞可以被誘導分化為神經(jīng)元或神經(jīng)膠質(zhì)細胞，替代死去的細胞，同時干細胞還可以在體內(nèi)表達多種神經(jīng)營養(yǎng)因子，改善細胞微環(huán)境，促進軸突再生，阻止細胞凋亡，進而恢復脊髓功能。

2.1  干細胞移植對脊髓損傷的修復

　　干細胞移植技術是近年來發(fā)展起來的一項新技術，它的提出對于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有廣闊的應用前景，對運動性脊髓損傷更是如此。因為經(jīng)移植的干細胞可以在損傷部位存活、整合入宿主組織中，并分化出神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，并和宿主細胞之間形成突觸樣結構，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能得到部分恢復。

2.2  干細胞神經(jīng)營養(yǎng)因子與脊髓損傷修復

　　神經(jīng)營養(yǎng)因子是神經(jīng)系統(tǒng)中重要的調(diào)節(jié)蛋白，可以調(diào)節(jié)神經(jīng)元的存活、軸突生長、突觸可塑性和神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生。BMSCs 也已被證實經(jīng)移植后可分泌各種神經(jīng)生長因子促進軸突再生，橋接神經(jīng)缺損后遺留的空隙替代丟失的神經(jīng)細胞，促進神經(jīng)元的存活和軸突的生長，同時還能減少炎癥應答和空腔的形成。有學者通過培養(yǎng)BMSCs提取腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)生長因子作用于脊髓損傷的大鼠，其結果提示BMSCs表達的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)生長因子對損傷脊髓神經(jīng)元的修復有保護作用。同樣的研究證實，用腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)生長因子基因修飾的BMSCs通過靜脈移植到達脊髓損傷區(qū)，其分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子功能增強，對防止脊髓繼發(fā)性損傷及對受損神經(jīng)元起挽救作用。進一步研究結果也顯示，BMSCs移植可促進大鼠半橫斷脊髓結構和功能恢復，聯(lián)合移植與應用腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子在脊髓損傷修復治療中具有協(xié)同作用。一方面 BMSCs本身具有促進脊髓損傷再生修復的作用，另一方面腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子增強BMSCs的活性并延長其生存時間。但 BMSCs促進脊髓損傷再生修復的機制尚不明確。

2.3   基因修飾的干細胞與脊髓損傷修復

　　NSC作為治療脊髓損傷最為理想的細胞移植材料，不僅能促進神經(jīng)元的再生和腦組織的修復，而且通過基因修飾可用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基因治療，表達外源性的神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)營養(yǎng)因子及代謝性酶。其基因修飾的基本策略主要是通過轉基因技術給損傷脊髓局部提供適合干細胞生長、分化的。有學者通過低氧誘導因子1α基因修飾的NSC移植治療脊髓損傷的實驗研究發(fā)現(xiàn)，低氧誘導因子1α基因修飾的 NSC移植可促進損傷脊髓神經(jīng)軸突再生，減少膠質(zhì)細胞的增生和膠質(zhì)瘢痕的形成，為神經(jīng)再生創(chuàng)造有利的微環(huán)境，使損傷脊髓更好的耐受缺血缺氧。還有學者研究發(fā)現(xiàn) NT-3基因修飾的許旺細胞能有效的促進NSC在損傷脊髓內(nèi)向神經(jīng)元樣細胞分化，還通過NT-3基因修飾許旺細胞與NSC聯(lián)合移植能較好地促進脊髓損傷后受損傷神經(jīng)元存活以及神經(jīng)纖維再生的作用，能更好地促進全橫斷脊髓損傷的修復。

3  展望

　　隨著干細胞技術的不斷更新，以及對脊髓損傷認識的不斷深入，將干細胞技術應用于運動性脊髓損傷的修復是一個必然。雖然在干細胞作用于臨床脊髓損傷的治療過程中取得了一定的成績，但運動性脊髓損傷修復過程中，由于多種細胞因子和基因參與了調(diào)控，其基本機制還未能了解清楚，因此仍需要對干細胞移植、誘導分化機制及其基因治療和營養(yǎng)因子的作用等多方面進行深入的研究。

文章來源：中國組織工程研究 第16卷  第6 期  2012–02–05出版 作者：劉富順