1 在体研究
利用逆转录病毒或T(thymidine) ,BrdU( bromodeoxyuridine)可对处于分裂状态的细胞进行标记的特性,研究者对存在于体内的神经干细胞群进行了大量的研究,现已基本达成共识,在所有成年哺乳动物的大脑中至少有两处,即海马齿状回和SVZ区仍保有高密度的细胞分裂,而且这种能力在整个生命期间均可保持。分裂后的细胞一部分仍维持干细胞特性,另一部分则发生迁移并最终分化为神经元或胶质细胞。有些研究者则认为,成体中枢虽保留了一些有分化潜能的干细胞,但它们通常处于“静止”状态,只有在某些因素作用下或者受到损伤刺激时才被激活,重新进入细胞增殖周期,并进一步分化为特定功能的神经细胞。体内干细胞的功能状态受很多因素影响,如学习因子、年龄糖皮质激素、谷氨酸能系统、生长因子等。
2 体外研究
体外研究的基本方法是在活体动物脑内已经确定有细胞分裂的部位(纹状体、海马、室下区、室管膜下区等)切取部分组织,置于含有高浓度的丝裂原的培养基中培养,经过增殖后,对其子代细胞的特异性抗原进行检测。有关特异性抗原,Lendahl等首先发现NSCs或前体细胞表达一种中间丝蛋白(intermediate filament),并将其命名为巢蛋白(nestin),该蛋白只在多潜能的神经外胚层细胞表达,随着神经上皮的分化成熟逐渐消失,其功能现在尚未完全明确,可能具有结构和信息传递的功能。通过检测巢蛋白的表达以确定多潜能干细胞的存在是目前普遍采用的方法。对于分化的鉴定是通过在单细胞形成子代克隆中,应用免疫细胞化学染色方法检测神经元、星形胶质细胞及少突胶质细胞所表达的特异性抗原。目前国外一些研究机构通过逆转录病毒或癌基因修饰建立了永生化干细胞系,它为我们提供了更为高效的方法。值得注意的是,经过修饰的“永生化细胞”的遗传特性并不稳定,可能在分析正常基因对子代细胞分化方向时产生影响或在移植后生成肿瘤,因而其应用价值有待于进一步评价。
神经干细胞的研究意义及应用
神经干细胞的发现,给中枢神经系统损伤和其他大脑退行性疾病的治疗带来了希望。NSCs作为一种全新的生物学治疗方法,随着分离培养、体外扩增等技术的日臻完善,神经于细胞的研究已逐渐从实验室走向临床应用,其应用主要集中以下几方面:一是直接细胞移植进行替代治疗,神经干细胞作为细胞移植的来源,可以通过神经干细胞的体外移植或体内神经干细胞的激活,分化为神经元和胶质细胞,与已经存在的细胞结构整合到一起;二是以NSCs作为基因载体,携带治疗作用的报告基因进行移植,从而达到细胞替代和基因治疗的双重作用;三是通过对生长因子和细胞因子的研究,诱导自身的NSCs分化进行神经自我修复。
问题与展望
对NSCs的基础研究和应用研究才刚刚开始,还有大量的问题尚未明确。如成年中枢神经系统中干细胞的作用、功能和位置;在体内观察到的干细胞与在体外分离的干细胞是否同种细胞;神经干细胞特定功能状态的调控机理;体外操作对于细胞分化特性的影响;干细胞定向分化的诱导因子以及它们作用的机制和神经干细胞的来源;神经干细胞诱导、分化及迁移机制;定向分化诱导在NSCs应用于临床的一个关键问题等等都有待进一步研究。
NSCs的替代疗法和基因治疗已经显示出了很好的发展前途,可以看到NSCs的发现及其应用研究无论在理论上还是实践上都具有重大意义。但是干细胞技术从基础实验到临床治疗应用还有待于付出更大的努力。虽然神经干细胞研究还处于起步阶段,但已在医学领域中呈现出诱人的光辉前景,其临床应用具有巨大的潜力,为目前一些难以根治的神经系统疾病带来新的希望。我们相信终有一天随着上述问题的解决,它在神经系统治疗方面乃至整个生命医学上的价值将得到体现。干细胞的诱人应用前景将吸引科学家进行更深入广泛的研究,这必将对人类生物学产生巨大而深远的影响,人类将在现有的基础上更加认识自我发展并完善自我。