作者：宋平，雷盼，华秋伟，李知阳，魏航宇，周龙，蔡强，武汉大学人民医院神经外科
近年来有关干细胞的研究表明，神经干细胞(NSCs)具有抑制炎症、分化为神经元等特征，可以起到神经保护与促使神经元再生作用，使其成为脑出血后极受关注的疗法。本文就NSCs 在脑出血治疗中的研究进展进行综述。
1.NSCs 来源
目前用于损伤修复的NSCs 根据来源可分为体内来源与体外来源。无论是激活体内休眠NSCs 还是移植体外来源NSCs，都可以通过分泌神经生长因子、改善出血后神经元生长微环境来抑制炎症损伤，并可分化为神经元来修复受损区域丢失的神经功能。
1.1 体内来源NSCs
早期的观念认为NSCs 仅存于胚胎时期，神经损伤后亦无法再生。但随着一系列研究展开，终于找到了NSCs 存在于成年个体内的证据。1992 年，Reynolds 和Weiss 从成年小鼠大脑的纹状体获得了一种自我更新和多分化的细胞，称为NSCs。后续研究者发现不仅是哺乳动物、鸟类、也包括人类，体内都存在NSCs，他们可以定向迁移与增殖分化。
目前认为NSCs 在脑内主要存在于海马齿状回、室管膜下区，也是NSCs 研究重点关注区域。在多项针对脑出血患者血肿周围组织进行的检验中发现有神经再生迹象，还有研究发现脑出血后可通过
随着研究深入进行，对于体内究竟是何种刺激因素诱导内源性NSCs 分化这一问题还没有确切结论。并且体内来源NSCs 数目有限，从特定区域迁移至病灶难度大，目前并不是移植NSCs 治疗脑出血的主流选择。
1.2 体外来源NSCs
体外NSCs 主要来源于原代组织培养分化、多能干细胞分化或者是体细胞转分化。显微解剖技术的发展使得位于胚胎组织中的NSCs 分离难度较低，在早期已进行了大量探索。但位于成年个体中的NSCs 分离却并不容易，Deshpande 等详细报道他们成功通过小鼠全脑提取NSCs 的过程；赵全军等通过改进原代培养方法从急性颅脑损伤患者废弃脑组织之中提取到了NSCs，并成功诱导其分化为神经元，这些成就都提示原代组织培养NSCs 是完全可行的，但是需要解决细胞获得率与定向分化转化率较低的问题，同时还要能够保证NSCs 稳定传代，避免发生变异，尽可能减轻老化。
多能干细胞虽然已经失去了发育为完整个体的能力，却可以分化为多种细胞，其中就包括了NSCs。目前多能干细胞主要从胚胎组织分离或者通过体细胞核转移技术获得，从胚胎组织中获取多能干细胞用于NSCs 分化面临伦理及免疫排斥反应问题，甚至有可能导致肿瘤产生，因此目前尚不可作为NSCs 来源的最佳选择。
诱导多能干细胞由Shinya 最早提出，该团队使用病毒载体将4 个转录因子(Oct4， Sox2， Klf4 和c-Myc)的组合转入到小鼠胚胎或皮肤成纤维细胞中，使其重编码而得到类似胚胎干细胞的一种细胞类型。诱导多能干细胞具有类似于胚胎干细胞的发育多潜能性，基于这一特性，诱导多能干细胞分化为NSCs 也成为NSCs 体外重要来源。一方面诱导多能干细胞技术可以大量获得NSCs，另一方面将多能干细胞培养为高纯度NSCs 需要耗费很多时间，同时还存在一些安全隐患。
为解决这一问题，一些新技术如生长因子、3D 培养或微小RNA 诱导的细胞分化逐渐被应用，使得临床大规模生产NSCs 成为可能。转分化是一种类型的分化细胞通过基因选择性表达使其在结构和功能上转变成另一种分化细胞的过程，早期Vierbuchen 等利用Ascl1，Brn2 和Myt1l 这3 种转录因子在小鼠成纤维细胞中过表达，成功将其诱导为神经元。而后Hermann 等成功运用两步法将间充质干细胞转分化为NSCs，然后将NSCs 诱导分化为神经元。
直接由体细胞转分化为神经元相对于两步法似乎更加便捷，也提供了一种新的NSCs 来源。利用病毒载体将外源转基因导入细胞是目前最主要的诱导转分化方法，然而却具有不良反应，包括可能导致肿瘤发生的突变，因此为可能的临床试验应用带来了阻碍。
2.干细胞移植方式
目前NSCs 移植主要是依赖于颅内立体定向注射、经脑脊液途径移植、血管内注射这3 种方式。
2.1 立体定向注射
立体定向注射通过直接向血肿腔内注射NSCs 悬液完成，是所有方式中最为直接的，但是血肿腔内血液降解毒性作用以及活化的小胶质细胞都有可能导致NSCs 死亡，虽然在体外培养结果中显示NSCs 可以有效分化，但是在体内分化结果并不理想，这也有可能与局部NSCs密度过大不利于分化有关；有学者提倡在注射的同时可以加入神经营养因子促进NSCs 的存活，但是具体应用效果还有待进一步验证。
2.2 经脑脊液途径移植
经脑脊液途径移植包括腰椎穿刺注入蛛网膜下腔、脑室穿刺注射以及枕大池穿刺移植。腰椎穿刺途径将NSCs 直接注入蛛网膜下腔，干细胞经脑脊液循环散布于脑内；脑室穿刺则是将NSCs 悬液直接注入侧脑室，可以经脑脊液循环迅速遍布脑室及脑组织，同时可以通过向脑脊液中分泌某些因子刺激内源性NSCs 增殖活化。经枕大池注射既往仅见于动物模型，易损伤脑干，尚未见应用于临床的报道。
2.3 血管内注射
血管注射分为经动脉注射与经静脉注射，静脉注射NSCs 需要经过全身循环，细胞损耗多，研究显示较多NSCs 存留于肝脏和肺。但是在理论上可以通过多次注射提高NSCs 存活率，动脉注射多选用颈动脉注射，可以直接入脑，但是操作难度高，并且由于局部干细胞聚集有导致血栓形成的风险。
无论是经脑脊液途径移植还是经血管注射，由于缺乏靶向引导，同时还需要跨过血脑屏障，加之NSCs 自身迁移能力弱，均不能在血肿腔内聚集大量NSCs，因此要解决这一问题，需要寻找合理的靶向分子来诱导NSCs 聚集或者纳米材料等载体将其输送到特定位置发挥作用。
3.干细胞神经修复机制
3.1 替代效应
在一系列实验中，移植NSCs 使神经功能受损状况得到了有效改善，也发现了移植NSCs 或者迁移而来的NSCs 可以正确分化为神经元和胶质细胞，有效替代失用的神经元，并与现存神经元可以形成有效的突触连接来发挥作用，这种修复机制被称为替代效应。但是后续研究发现仅依靠替代效应学说不足以解释功能改善，因为移植NSCs 分化而来的神经元形成新的突触连接数目有限，并且新突触是否能够起到正确传递信号的作用仍值得进一步研究。
3.2 旁观者效应
NSCs 通过分泌营养因子可以减少宿主细胞的死亡，通过增强内源性修复机制诱导宿主大脑重塑，促进血管新生和减轻炎症，这种神经修复作用称为旁观者效应。部分研究发现上述神经保护作用可能是通过NSCs外泌体实现，外泌体是一种包含了复杂RNA 和蛋白质的囊泡结构，NSCs 外泌体包含了多种神经生长因子与RNA，正是这些物质起到了调节作用。
Rong 等证实NSCs 外泌体可通过促进自噬减少神经元凋亡，同时抑制炎症。此外，在小鼠脑出血模型中，研究者发现通过基因修饰导致NSCs 过表达脑源性神经营养因子、胶质细胞源性神经营养因子、丝氨酸/ 苏氨酸蛋白激酶1 和血管内皮生长因子时，可以显著促进脑出血小鼠神经功能的恢复，这可能与促进血管新生、逆转血脑屏障损伤、减轻脑水肿有关，但具体机制还有待进一步探究。
4. NSCs 治疗脑出血的希望与挑战
自发性脑出血是危害人类健康的重要疾患，当前无论是内科保守治疗还是外科手术治疗对于改善远期预后都仍存在争议，因为在自发性脑出血疾病进程中有相当数量的神经元损伤，这一损伤在目前技术条件下难以修复。动物实验及细胞实验证实NSCs 移植对于脑出血有良好的治疗效果，不仅是能替代损伤细胞发挥功能，还具有抗炎、抗凋亡作用。新兴的干细胞疗法有望成为脑出血后一种新的潜在治疗方式。
体内来源NSCs 进行神经修复是一种安全的选择，但是如何高效利用体内有限的NSCs 进行迁移分化是今后需要重点关注的问题，需要探索NSCs 迁移及分化的有效刺激因素。缺失的神经元仅仅依靠自身的修复作用很难完成再生，因此有必要借助外来神经元进行修复以期恢复神经组织功能。体外来源NSCs 移植进行脑出血后治疗是目前研究的主流，表皮细胞生长因子和碱性成纤维细胞生长因子联合应用于无血清悬浮培养法可以在短期内培养出大量NSCs，保证了干细胞来源。
随着研究深入，研究者发现联合血肿清除与干细胞移植较单一方式治疗脑出血效果更佳，这也开辟了新的治疗途径。鉴于临床前研究取得了较好效果，移植NSCs 的临床试验也在逐步展开，但似乎目前主要以缺血性脑卒中为主，对于NSCs 移植治疗脑出血的确切效果需要等待将来更多的临床试验来证明。
目前对NSCs 的神经保护作用机制尚不清楚，这可能涉及到调节炎症、抑制凋亡，但具体过程细节还有待进一步探索。现有研究的动物或细胞模型与临床脑出血病理生理变化差别较大，大多选用健康动物来造模，且体外环境与体内环境迥然不同，不能完全模拟脑出血过程，需要有更好的造模方式来弥补这一不足。除此之外，还需要考虑NSCs 移植时机、移植方式、定向诱导分化、免疫反应以及伦理问题。但是，尽管不确定因素较多，NSCs 移植治疗脑出血仍是目前最有希望攻克这一难题的方式。
来源：宋平,雷盼,华秋伟,李知阳,魏航宇,周龙,蔡强.神经干细胞在脑出血治疗中的应用研究进展[J].中国医药,2023,18(05):769-772.
(本网站所有内容，凡注明来源为“医脉通”，版权均归医脉通所有，未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任，授权转载时须注明“来源：医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载，转载仅作观点分享，版权归原作者所有，如有侵犯版权，请及时联系我们。)
