“指挥中心”内的干细胞(1)
利用干细胞治疗疾病的一种做法是，诱导患者体内的干细胞直接修复或重建受损部位，如断肢、肌肉和神经。采用这一方式的前提是要了解人体各组织器官的干细胞的状态、特点以及生长情况。研究人员早就发现，人体的神经系统中干细胞较多，而且只要涉及运动功能，都与神经系统有关。所以，发现和促使神经系统干细胞的生长就成为再生医学的一个研究方向。
现在，人们对神经系统，主要是大脑和脊髓(中枢神经)中的干细胞有了更多的了解。
大脑中的干细胞
过去的研究表明，人和动物的聪明程度与大脑的体积和大脑中的沟回有关。有的研究甚至认为头大是智商高的重要基础，而且未来大头人将比现代人更聪明。而头大的基础是，大脑皮质中的干细胞可以生长发育，从而不断补充大脑皮质。
尽管人类的大脑与体重之比不是最大的，但却是所有动物中大脑与体重之比较大的。当然，人的大脑的复杂性则远远高于其他动物。人的大脑虽然只有1.35千克，但却由140亿个神经元(神经细胞)组成，而且神经元与神经元之间靠突触联系，形成纵横复杂的大脑神经回路。同时，人的大脑有丰富的皮质，丰富的皮质部位是思维、意识和语言的基础。
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人脑的皮质从内侧往外分为原皮质、旧皮质、新皮质三大部分。原皮质与爬虫类脑的作用相当，旧皮质与哺乳类脑的作用相似，并且原皮质和旧皮质与嗅觉和内脏活动有关。而人类的新皮质是区别于其他动物的中枢神经，仅人才有，而且特别发达，占大脑半球皮质的96%以上，是多极神经元集中的部位，成为机体各种生命活动的最高指挥中心。因此，新皮质是高级神经活动的基础，如学习知识和思维推理等。所以，有人认为，大脑的高级神经活动可能与新皮质的厚度有密切关系，新皮质越厚，人的智商越高。
现在，美国洛杉矶大学分校的阿诺德·克雷格斯坦研究小组发现，大脑中有一类新发现的干细胞可以在很大程度上帮助新皮质的形成。不过，这种新型干细胞也可能存在于猫等哺乳动物大脑中，但在灵长类动物和人类大脑中这种干细胞会更活跃，数量也更多。
发育的啮齿动物大脑皮质的神经元产生于放射状神经胶质细胞，而神经胶质细胞的功能类似于中枢神经干细胞。神经胶质细胞属于上皮细胞，位于大脑脑室，并且产生间质祖细胞，后者能移行到脑室管膜下区(SVZ)并增生，从而增加神经细胞的数量。人的脑室管膜下区有更大的外层区域，称为外脑室下区(OSVZ)。研究人员发现，人的大量放射状神经胶质细胞和间质祖细胞聚集在外脑室下区，而且放射状神经胶质细胞有长长的基突，但是它们不是上皮细胞，因为它们不与脑室表面接触。采用实时成像和克隆分析，研究人员发现，这些细胞参与了增生分裂和自我更新的非对称分裂，从而产生能进一步增殖的神经祖细胞。
, 百拇医药
而且，对外脑室下区神经祖细胞的“Notch”信号进行转化可诱导神经细胞的分化。1917年摩根等人在果蝇体内发现一种基因，因其功能缺失可导致果蝇翅缘出现缺口，故命名为Notch基因。后来发现，该基因在许多动物体内都存在，在细胞分化和发育中起着重要作用。
所有这些都表明，外脑室下区是人大脑中干细胞的主要来源。如何激发其发育和生长是治疗各种大脑疾病，包括老年性痴呆和帕金森氏病的基础。另外，即使不是修复受损的大脑部位，只是让原始的干细胞转化为越来越多的神经细胞，也会形成更厚的新皮质，从而增强人的智商。
大脑干细胞如何移行
其实，大脑的干细胞可以称为多潜能干细胞，但是这一概念目前还不十分确切，所以有人称这类干细胞为神经前体细胞或神经祖细胞，它们具有一些共同特征：(1)可以自我复制或更新，产生与自己相同的子代细胞，维持稳定的神经细胞储备；(2)处于较原始的未分化状态，无相应成熟细胞的特异性标志；(3)具有多向分化的潜能，即演变成不同的成熟神经细胞类型的能力。
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但是，这些神经干细胞要发挥治病和修补受损神经的作用还需要移行到适当的部位。因为，过去的研究发现，神经干细胞主要存在于成年哺乳动物侧脑室的室管膜下区，当然在人的大脑中是位于外脑室下区。在正常情况下，这些干细胞都处于蛰伏状态，只有在脑部受到损伤或大脑皮质某些部位萎缩等情况下，神经干细胞才会增殖并且分化成新的神经元和神经胶质细胞，然后迁移到大脑的不同部位，修补受损部位。
那么，神经干细胞又是如何移行的呢?过去认为，神经干细胞的移行是通过星形胶质细胞的通道链进行的。但是，现在，日本名古屋市立大学的泽本和延带领的研究小组通过对老鼠的研究发现，老鼠脑内新产生的神经细胞(干细胞)有特别的移行方式。例如，干细胞在通过脑内分布最广的星形胶质细胞间隙时，会分泌一种名为“缝隙”(Slit)的可扩散的蛋白，它的受体称为“绕道”蛋白(Roundabout，Robo)，分布于星形胶质细胞上。星形胶质细胞的受体接受到“缝隙”蛋白信号后，就会把自身凸起的部分收缩回去，从而为神经干细胞让出一条通道，使神经干细胞得以在脑内移动。也就是说，“缝隙”蛋白是神经干细胞发出的一种催促星形胶质细胞让道的信号或喇叭声。
, 百拇医药
为了确证这一发现，研究人员又采用了相反的研究，即通过操作使老鼠的神经干细胞无法分泌“缝隙”蛋白，结果发现神经干细胞的移动速度变得非常缓慢，星形胶质细胞也不再为其让路，这说明正是“缝隙”蛋白使神经干细胞能够在脑内顺利移动。当然，其他一些研究也发现，“缝隙”蛋白是对轴突生长和神经元迁移起导向作用的信号之一，它通过其受体家族“绕道”蛋白而起到导向作用。
此外，过去的研究发现，星形胶质细胞是哺乳动物脑内分布最广泛的一类细胞，它们伸出许多长而分叉的凸起物，填充在各种神经细胞之间，起到支持和分隔神经细胞的作用。但是，这又造成大脑中其他神经细胞通行的阻碍。因此，研究人员一直不理解干细胞在大脑中移行和修复受损部位的奥秘。现在明白了大脑中干细胞移行的奥秘后，研究人员便把方向集中到研究让神经干细胞高效移动到指定部位的新方法，以期更好地治疗各种大脑疾病，如卒中等。
脊髓中的干细胞
脊髓同属中枢神经系统。脊髓受伤，是否也可以动员生物体内这一部位的干细胞生长并修补受损部位呢?研究发现，存在这种可能。
瑞典卡罗林斯卡医学院的乔纳斯·弗里森研究小组发现，脊髓中的室管膜细胞就是一种干细胞，它们不仅可帮助生成更多新的脊髓细胞，还能帮助恢复脊髓功能。
在成年哺乳动物中枢神经, http://www.100md.com(林森)
现在，人们对神经系统，主要是大脑和脊髓(中枢神经)中的干细胞有了更多的了解。
大脑中的干细胞
过去的研究表明，人和动物的聪明程度与大脑的体积和大脑中的沟回有关。有的研究甚至认为头大是智商高的重要基础，而且未来大头人将比现代人更聪明。而头大的基础是，大脑皮质中的干细胞可以生长发育，从而不断补充大脑皮质。
尽管人类的大脑与体重之比不是最大的，但却是所有动物中大脑与体重之比较大的。当然，人的大脑的复杂性则远远高于其他动物。人的大脑虽然只有1.35千克，但却由140亿个神经元(神经细胞)组成，而且神经元与神经元之间靠突触联系，形成纵横复杂的大脑神经回路。同时，人的大脑有丰富的皮质，丰富的皮质部位是思维、意识和语言的基础。
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人脑的皮质从内侧往外分为原皮质、旧皮质、新皮质三大部分。原皮质与爬虫类脑的作用相当，旧皮质与哺乳类脑的作用相似，并且原皮质和旧皮质与嗅觉和内脏活动有关。而人类的新皮质是区别于其他动物的中枢神经，仅人才有，而且特别发达，占大脑半球皮质的96%以上，是多极神经元集中的部位，成为机体各种生命活动的最高指挥中心。因此，新皮质是高级神经活动的基础，如学习知识和思维推理等。所以，有人认为，大脑的高级神经活动可能与新皮质的厚度有密切关系，新皮质越厚，人的智商越高。
现在，美国洛杉矶大学分校的阿诺德·克雷格斯坦研究小组发现，大脑中有一类新发现的干细胞可以在很大程度上帮助新皮质的形成。不过，这种新型干细胞也可能存在于猫等哺乳动物大脑中，但在灵长类动物和人类大脑中这种干细胞会更活跃，数量也更多。
发育的啮齿动物大脑皮质的神经元产生于放射状神经胶质细胞，而神经胶质细胞的功能类似于中枢神经干细胞。神经胶质细胞属于上皮细胞，位于大脑脑室，并且产生间质祖细胞，后者能移行到脑室管膜下区(SVZ)并增生，从而增加神经细胞的数量。人的脑室管膜下区有更大的外层区域，称为外脑室下区(OSVZ)。研究人员发现，人的大量放射状神经胶质细胞和间质祖细胞聚集在外脑室下区，而且放射状神经胶质细胞有长长的基突，但是它们不是上皮细胞，因为它们不与脑室表面接触。采用实时成像和克隆分析，研究人员发现，这些细胞参与了增生分裂和自我更新的非对称分裂，从而产生能进一步增殖的神经祖细胞。
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而且，对外脑室下区神经祖细胞的“Notch”信号进行转化可诱导神经细胞的分化。1917年摩根等人在果蝇体内发现一种基因，因其功能缺失可导致果蝇翅缘出现缺口，故命名为Notch基因。后来发现，该基因在许多动物体内都存在，在细胞分化和发育中起着重要作用。
所有这些都表明，外脑室下区是人大脑中干细胞的主要来源。如何激发其发育和生长是治疗各种大脑疾病，包括老年性痴呆和帕金森氏病的基础。另外，即使不是修复受损的大脑部位，只是让原始的干细胞转化为越来越多的神经细胞，也会形成更厚的新皮质，从而增强人的智商。
大脑干细胞如何移行
其实，大脑的干细胞可以称为多潜能干细胞，但是这一概念目前还不十分确切，所以有人称这类干细胞为神经前体细胞或神经祖细胞，它们具有一些共同特征：(1)可以自我复制或更新，产生与自己相同的子代细胞，维持稳定的神经细胞储备；(2)处于较原始的未分化状态，无相应成熟细胞的特异性标志；(3)具有多向分化的潜能，即演变成不同的成熟神经细胞类型的能力。
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但是，这些神经干细胞要发挥治病和修补受损神经的作用还需要移行到适当的部位。因为，过去的研究发现，神经干细胞主要存在于成年哺乳动物侧脑室的室管膜下区，当然在人的大脑中是位于外脑室下区。在正常情况下，这些干细胞都处于蛰伏状态，只有在脑部受到损伤或大脑皮质某些部位萎缩等情况下，神经干细胞才会增殖并且分化成新的神经元和神经胶质细胞，然后迁移到大脑的不同部位，修补受损部位。
那么，神经干细胞又是如何移行的呢?过去认为，神经干细胞的移行是通过星形胶质细胞的通道链进行的。但是，现在，日本名古屋市立大学的泽本和延带领的研究小组通过对老鼠的研究发现，老鼠脑内新产生的神经细胞(干细胞)有特别的移行方式。例如，干细胞在通过脑内分布最广的星形胶质细胞间隙时，会分泌一种名为“缝隙”(Slit)的可扩散的蛋白，它的受体称为“绕道”蛋白(Roundabout，Robo)，分布于星形胶质细胞上。星形胶质细胞的受体接受到“缝隙”蛋白信号后，就会把自身凸起的部分收缩回去，从而为神经干细胞让出一条通道，使神经干细胞得以在脑内移动。也就是说，“缝隙”蛋白是神经干细胞发出的一种催促星形胶质细胞让道的信号或喇叭声。
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为了确证这一发现，研究人员又采用了相反的研究，即通过操作使老鼠的神经干细胞无法分泌“缝隙”蛋白，结果发现神经干细胞的移动速度变得非常缓慢，星形胶质细胞也不再为其让路，这说明正是“缝隙”蛋白使神经干细胞能够在脑内顺利移动。当然，其他一些研究也发现，“缝隙”蛋白是对轴突生长和神经元迁移起导向作用的信号之一，它通过其受体家族“绕道”蛋白而起到导向作用。
此外，过去的研究发现，星形胶质细胞是哺乳动物脑内分布最广泛的一类细胞，它们伸出许多长而分叉的凸起物，填充在各种神经细胞之间，起到支持和分隔神经细胞的作用。但是，这又造成大脑中其他神经细胞通行的阻碍。因此，研究人员一直不理解干细胞在大脑中移行和修复受损部位的奥秘。现在明白了大脑中干细胞移行的奥秘后，研究人员便把方向集中到研究让神经干细胞高效移动到指定部位的新方法，以期更好地治疗各种大脑疾病，如卒中等。
脊髓中的干细胞
脊髓同属中枢神经系统。脊髓受伤，是否也可以动员生物体内这一部位的干细胞生长并修补受损部位呢?研究发现，存在这种可能。
瑞典卡罗林斯卡医学院的乔纳斯·弗里森研究小组发现，脊髓中的室管膜细胞就是一种干细胞，它们不仅可帮助生成更多新的脊髓细胞，还能帮助恢复脊髓功能。
在成年哺乳动物中枢神经, http://www.100md.com(林森)