神经系统功能和治疗中的神经干和祖细胞

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超过二十多年来，致力于了解神经干细胞和祖细胞的正常功能，以及开发使用它们来实现神经系统修复的新方法。这些治疗性茎和祖细胞的策略可以大致分为三类：激活内源性神经茎/祖细胞，细胞移植和茎或祖细胞的使用，以模拟疾病。在本次审查中简要讨论了这些关键领域的每个关键领域的进展，并通过对此特殊问题的主要贡献来解决。

在包括人类大脑在内的成年哺乳动物大脑中，在脑室下带和海马齿状回发现了神经干细胞(NSCs)，它们在这里分裂并产生新的神经元，这一过程被称为成年神经发生。这些新生成的神经元具有高度可塑性，对包括学习、记忆和情绪在内的许多大脑功能都很重要。脑室下区NSCs也能产生星形胶质细胞和少突胶质细胞[1，2]和少突胶质细胞祖细胞，其存在于中枢神经系统的所有区域，继续在整个寿命期间产生新的髓鞘寡核细胞[3.］.随着年龄的增长，这些不断增加的人口的活动显著减少[3.，4并且与年龄相关的认知能力下降有关。然而，在老年老鼠的神经源性壁龛中，大量静止的前体细胞可以被激活[5，6]，以及少突胶质细胞祖细胞能够自发再生少突胶质细胞，以替代中枢神经系统损伤或脱髓鞘而丢失的髓鞘[7，为内源性的神经干和祖细胞池被激活产生新的细胞提供了希望，即使是在衰老或受伤的神经系统。在本期特刊中，L. Harris等人(2016)广泛综述了NSCs在发育和成人大脑皮层中的生物学和潜在治疗应用。

啮齿动物的研究表明，环境富集和认知培训和运动等行为干预可以促进神经发生[8]，而某些学习类型已被证明会增加少突发生[9］.此外，已经显示出许多激素，细胞因子/趋化因子和生长因子来影响内源细胞产生，包括血管内皮生长因子，脑源性神经营养因子，神经生长因子，孕酮和表皮生长因子。在许多情况下，这些鉴定的蛋白质调节剂由于稳定性差，无法穿越血脑屏障，或对其他细胞类型的显着脱靶效应;然而，下一代药品设计和药物交付方法可能会克服其中一些障碍。在这个特别的问题中，L.奥斯特·等人。（2016）突出了低密度脂蛋白受体相关蛋白质系列及其配体对神经茎和祖细胞的影响的影响，以及A.E.COLE等。（2016）突出骨形态发生蛋白4和小分子替代物的潜力，以直接内源性神经茎和祖细胞在中枢神经系统侮辱后产生神经胶质细胞。NSCs对脑微血管的附近还允许它们与外围免疫系统相互作用，这是由O. Leiter等人突出的研究区域。（2016）。

细胞神经修复研究的第二个主要途径是干细胞移植，自20世纪60年代以来，干细胞移植已被用于其他临床目的。来自各种来源的干细胞已经被提出并测试用于神经退行性疾病的治疗。虽然间充质干细胞产生神经细胞类型的能力有限，但人类胚胎干细胞可以扩展在体外并保留它们分化成各种主要神经细胞的能力。然而，在神经退行性疾病小鼠模型中观察到的干细胞移植的益处往往不是移植细胞大规模分化成功能性神经元或胶质细胞的结果。相反，它们似乎通过分泌旁分泌因子来促进神经再生。神经和间充质干细胞被移植到阿尔茨海默氏痴呆小鼠模型中，产生有益的神经营养因子，具有抗炎作用，并减少淀粉样蛋白和tau蛋白的病变。同样，将NSCs移植到患有实验性自身免疫性脑脊髓炎(炎症介导脱髓鞘疾病的一种模型)的啮齿动物体内，已经证明可以减轻炎症并促进功能恢复[10］.在过去的十年中，我们见证了移植细胞方案的发展，为移植提供了更加一致和明确的细胞群，使细胞被设计成最大限度地发挥旁分泌作用并更好地消除疾病病理变得更加可行。在本期特刊中，X. Gao等人(2016)研究表明，转基因过表达胶质细胞系来源的神经营养因子的NSCs可增强移植到慢性实验性自身免疫性脑脊髓炎大鼠中枢神经系统的NSCs的免疫调节和神经保护潜力。

利用神经干和祖细胞治疗神经系统疾病的最后一种方法是发展基于细胞培养的疾病模型。例如，神经干和祖细胞可以分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，以研究与神经发育或神经退行性疾病相关的特定人类基因突变，或扩大用于新型药物治疗的大规模筛选。人类神经祖细胞非常适合这些研究，但很难获得。然而，在本期特刊中，H. Fukusumi等人(2016)证明了人类诱导多能干细胞可以来自多种来源，包括真皮成纤维细胞、脐带血细胞和外周血单个核细胞，并容易分化为人类神经祖细胞。此外，N. Gunewardene等人(2016)报道，人诱导的多能干细胞可分化为能够支配耳蜗毛细胞的神经元，允许它们被用来模拟听觉神经元替换疗法在体外．

这一特殊问题突出了神经茎和祖细胞生物学中的快速进展。

致谢

我们感谢每个作者的宝贵贡献。KAYLENE YOUNG由澳大利亚国家卫生和医学研究委员会提供支持。Tara Walker由Deutsche Forschungsgemeinschaft SFB 655资助。

塔拉沃克
杰弗里黄
Kaylene年轻人

参考文献

1. A. Kriegstein和A.Alvarez-Buylla，“胚胎和成年神经干细胞的胶质性，”神经科学年刊， vol. 32, pp. 149-184, 2009。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
2. K. M. Young, T. Mitsumori, N. Pringle, M. Grist, N. Kessaris，和W. D. Richardson，《Fgfr3-iCreER》^T2用于研究神经干细胞和星形胶质细胞的转基因小鼠线“神经胶质，卷。58，不。8，pp。943-953，2010。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
3. S. Wang和K. M. Young，“成年人白质量塑性”神经科学，卷。276，pp.148-160,2014。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
4. H. G.Kuhn，H. Dickinson-Anson和F.H.Gage，“成年大鼠的牙齿回归中的神经发生：神经元祖细胞增殖的年龄相关降低”神经科学杂志，卷。16，不。6，pp。2027-2033，1996。查看在：谷歌学术搜索
5. D. G. Blackmore, M. G. Golmohammadi, B. Large, M. J. Waters，和R. L. Rietze，“运动以生长激素依赖的方式增加神经干细胞数量，增强老年小鼠的再生反应，”干细胞第27卷第2期8, pp. 2044-2052, 2009。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
6. T. L. Walker，A. White，D. M. Black，R.Hangace，P. Sah和P.F.Bartlett，海马中的潜在茎和祖细胞被神经激发激活，“神经科学杂志，卷。28，不。20，pp。5240-5247，2008。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
7. K. A. Champerlain，S.E.Neacu，K.Psachoulia和J.K. Huang，“oligodendrocyte再生：其在多发性硬化中髓鞘中的髓鞘替代和神经保护作用的重要意义”神经药理学，2015年。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
8. G. Kempermann，成人神经发生2-干细胞和成年脑中的神经元发育，牛津大学出版社，纽约，纽约，美国，2011年。
9. I. A. McKenzie，D. Ohayon，H. Li等，“运动技能学习需要活跃的中央髓鞘，”科学，卷。346，没有。6207，pp。318-322,2014。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
10. S.Pluchino，L.Zanotti，B.罗西等人，“神经圈衍生的多能前体促进免疫调节机制的神经保护，”自然，第436卷，第2期。第2页，第2 - 3页，2005。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索

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