間充質(zhì)干細(xì)胞治療脊髓損傷的可視化分析

王溢文

摘要： 隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，細(xì)胞治療已成為治療脊髓損傷的一種有希望的方法。在許多干細(xì)胞中，多能干細(xì)胞具有容易獲取、來源豐富、自主移植、延長(zhǎng)宿主存活率和免疫力。

關(guān)鍵詞：共現(xiàn)圖譜;BMSCs;BMSCs治療SCI的分子機(jī)制;

脊髓損傷可導(dǎo)致神經(jīng)功能永久損傷，并造成重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)損失。常見的治療包括手術(shù)、脊柱固定、藥物治療和康復(fù)，但有一些限制。骨髓移植能夠加強(qiáng)再生細(xì)胞通過生產(chǎn)增長(zhǎng)系數(shù)和其他生物活性分子，減少感染、減少各種并發(fā)癥、防治瘢痕組織細(xì)胞損傷。近年來，越來越多的研究表明，MSC在治療脊髓損傷方面具有巨大的潛力和前景。科學(xué)知識(shí)地圖顯示了科學(xué)知識(shí)發(fā)展過程和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。它具有雙重性質(zhì)：“形狀”和“頻譜”。來自地圖的地圖可以揭示科學(xué)結(jié)構(gòu)的演變和演變，并可用于區(qū)域分析、科學(xué)評(píng)估、高級(jí)分析等。

目前，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞研究脊髓損傷的研究中，沒有具體的研究點(diǎn)或困難點(diǎn)的簡(jiǎn)要總結(jié)，傳統(tǒng)的一般方法也更為復(fù)雜。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，本研究使用Citespace分析軟件來提供知識(shí)，包括文獻(xiàn)分析、綜合分析中心的研究狀況、頻度和道德可追溯性，以確定研究地點(diǎn)并預(yù)測(cè)未來趨勢(shì)。這一領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供了更多有用的資料和參考資料。

一、共現(xiàn)圖譜

脊髓損傷導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)損傷的治療是研究的一個(gè)熱點(diǎn)和困難。為了改變神經(jīng)紊亂的發(fā)展，提出了若干治療方法（神經(jīng)保護(hù)和/或神經(jīng)再生）。在這些備選方案中，muss由于其獨(dú)特的特性，已成為細(xì)胞和組織工程的主要候選物，其用于治療脊髓損傷是一種大有前途的戰(zhàn)略。

二、BMSCs

1.生物學(xué)特性

具有自我復(fù)制和多向分化潛力的人類干細(xì)胞，可分為兩大類：可形成不同類型組織的多能胚胎干細(xì)胞;另一種是骨髓干細(xì)胞和血液干細(xì)胞，它們的分化和增殖能力有限。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（又稱骨髓干細(xì)胞）僅占成熟骨髓的一小部分，僅占有核細(xì)胞的0.001%至0.01%。1976年，frienenstein等人報(bào)告，它是一種非血液干細(xì)胞，具有多向分化的潛力。在某些情況下，控制組織組織細(xì)胞，例如骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和脂肪細(xì)胞。因此，它是細(xì)胞治療的有用來源，也是組織工程的基本細(xì)胞。vorostak等人在生長(zhǎng)和分化過程中發(fā)現(xiàn)了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的生物特征，如粘附性、異質(zhì)性、自再生、快速復(fù)制和可傳播的植物。然而，它缺乏組織特征和具體的表面標(biāo)記。研究表明，它們可以表達(dá)干細(xì)胞因子（bbf、bbl、1、3、4、6、7）、粒子形成動(dòng)因（G-CSF）和腫瘤誘變因子（TNF-阿爾法）。許多細(xì)胞因子，如神經(jīng)生長(zhǎng)因子和血小板源生長(zhǎng)因子，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的細(xì)胞因子。骨髓中的抗炎干細(xì)胞和免疫組織，抑制天然抗體細(xì)胞誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞的繁殖和分散，減少細(xì)胞排出和自然抗體細(xì)胞Natural Killer cnk和T2 -4。因此，含有骨髓的細(xì)胞具有多方向分化和免疫調(diào)節(jié)的潛力，并在脊髓損傷后修復(fù)細(xì)胞方面發(fā)揮著重要作用。

2.獲取途徑

作為多能干細(xì)胞，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有各種優(yōu)勢(shì)，例如容易獲得材料、資源豐富、自主器官移植、有針對(duì)性的神經(jīng)細(xì)胞和和細(xì)胞培養(yǎng)。然而，含有骨髓的干細(xì)胞的比例非常小，因此，如何分離含有高純度骨髓的干細(xì)胞并使其在體內(nèi)外繁殖是一個(gè)重要的部分。

大鼠骨髓的干細(xì)胞是通過密度梯度的離心方法從大鼠骨髓中提取的。填充的干細(xì)胞是通過使用珀羅爾或維科爾醇分離液分離出來的，這取決于填充的干細(xì)胞與其他干細(xì)胞的密度不同。然后，從母牛體內(nèi)注入含有10%的骨髓干細(xì)胞，從而根據(jù)塑料的特性進(jìn)一步分離。

①全骨髓培養(yǎng)法：有研究者根據(jù)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞易粘附壁的特點(diǎn)，在培養(yǎng)基中培養(yǎng)全骨髓，通過不斷更新培養(yǎng)基對(duì)其進(jìn)行純化。在這個(gè)過程中，由于紅細(xì)胞、白細(xì)胞等造血干細(xì)胞不能附著在細(xì)胞壁上，因此通過不斷的液體交換將其去除，留下粘連的成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞。

②流式細(xì)胞術(shù)分離方法：根據(jù)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞體積小，顆粒相對(duì)缺乏，采用流式細(xì)胞術(shù)分離骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。

③表型分離方法：根據(jù)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的表型，采用抗體法分離大鼠和人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞;

④其他方法：纖維蛋白微球法、免疫磁珠法。

雖然目前骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的提取方法很多，但都存在步驟復(fù)雜、提取物容易污染、對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求高的缺點(diǎn)。因此，尋找一種分離效率高、經(jīng)濟(jì)、方便的提取方法是需要進(jìn)一步研究的。

三、BMSCs治療SCI的分子機(jī)制

由于骨髓的干細(xì)胞具有多分化和免疫組織能力，因此已成為脊髓損傷細(xì)胞治療的重點(diǎn)。雖然臨床實(shí)踐尚未得到廣泛應(yīng)用，但以前的許多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床分析表明，BMSS植入可以改善動(dòng)物脊髓損傷的修復(fù)。主要治療方法是注射直接移植、靜脈移植和針織下腔移植。目前，對(duì)脊髓損傷的脊髓移植治療機(jī)制仍在研究之中，公認(rèn)的機(jī)制主要包括：

1.向損傷部位遷移

在內(nèi)部或外部組織受損后，含有骨髓的干細(xì)胞聚集在感染區(qū)，修復(fù)受損組織。其主要機(jī)制是：從受影響的組織和來自活性細(xì)胞的化學(xué)品中產(chǎn)生一系列活性生物制劑，并與骨髓中的干細(xì)胞所表達(dá)的細(xì)胞受體相互作用，以促進(jìn)干細(xì)胞從骨髓轉(zhuǎn)移到受影響地區(qū)。核心干細(xì)胞1 （SDF-1）和CX4 （CXCR4）受體在干細(xì)胞在骨髓之間流動(dòng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。SDF-1是一個(gè)符合其未來的吸收器，cxcr4。SDF-1表達(dá)了受損組織的下降及其周圍的擴(kuò)散。相交表面表明，xcrc4的濃縮梯度SDF-1延伸到損害區(qū)域，并參與組織修復(fù)。

2.免疫調(diào)節(jié)

有證據(jù)表明，含有骨髓的干細(xì)胞會(huì)抑制免疫反應(yīng)，并耐炎。因此，飽經(jīng)骨髓的干細(xì)胞可以降低SCI之后的急性炎癥反應(yīng)，從而減少洞的形成，并產(chǎn)生星體染色體細(xì)胞和小型薄膜/大等離子體。最重要的是，在實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物模型中植入含有骨髓的干細(xì)胞有助于加強(qiáng)試驗(yàn)后自然組織的保護(hù)，并降低腐蝕性組織對(duì)機(jī)械刺激的靈敏度。

3.分泌營養(yǎng)因子

目前，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，含有骨髓的干細(xì)胞具有神經(jīng)保護(hù)功能，因?yàn)槌錆M骨髓的干細(xì)胞可以通過自我排泄或副作用產(chǎn)生多種神經(jīng)營養(yǎng)因素。骨髓充沛的干細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生腦部神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)的神經(jīng)營養(yǎng)因子。血管和血管生長(zhǎng)因子（VEGF和NGF）調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)氐奈⑸锃h(huán)境，刺激體內(nèi)干細(xì)胞的繁殖，并促進(jìn)受損組織的修復(fù)。kim等人證實(shí)，在大鼠的脊髓損傷區(qū)注射靜脈注射器可提高BDNF和ngf的水平。這些因素在以下方面發(fā)揮了重要作用：調(diào)節(jié)損傷后神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育，促進(jìn)傷害區(qū)軸的再生，以及增加神經(jīng)遞質(zhì)的生產(chǎn)。

4.減少瘢痕形成

雖然脊髓損傷后形成的膠水疤痕減少了對(duì)周圍健康組織的損害，但膠水疤痕本身可能會(huì)擴(kuò)散到受影響地區(qū)的剩余神經(jīng)組織，從而進(jìn)一步影響感官運(yùn)動(dòng)功能。Boido等人發(fā)現(xiàn)，含有骨髓的干細(xì)胞在脊髓損傷后改善了脊髓功能，并減少了神經(jīng)疤痕。為了支持這樣一種觀點(diǎn)，即滿骨髓的干細(xì)胞能夠在膠水中抵擋疤組織，bay等人發(fā)現(xiàn)，eae誘導(dǎo)的動(dòng)物中含有人體髓的干細(xì)胞增加了小樹膠細(xì)胞的生產(chǎn)，阻礙了星體膜細(xì)胞的生產(chǎn)。

5.其他作用機(jī)制

細(xì)胞的恢復(fù)通過減少受損的次要介質(zhì)的生產(chǎn)和提供營養(yǎng)支持，幫助細(xì)胞存活下來，從而增加損傷損傷后剩余神經(jīng)組織的數(shù)量。裝滿骨髓的干細(xì)胞也可以通過生產(chǎn)血管和重建血管修復(fù)受損的部分。

四、小結(jié)

脊髓損傷是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種嚴(yán)重疾病，包括主要和次要損傷。骨髓中的干細(xì)胞由于具有分化和更容易獲得，已成為SCI治療的熱點(diǎn)。許多研究表明，在臨床前脊髓損傷模型中培養(yǎng)含有骨髓的干細(xì)胞仍然有用。它可以通過多種分子機(jī)制，如移植后傳播、免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)和分裂，減輕脊髓損傷的附帶損害。雖然有關(guān)脊髓損傷動(dòng)物模型中含有骨髓的干細(xì)胞移植的研究已經(jīng)成熟，但其臨床應(yīng)用仍處于初期階段。為治療脊髓損傷而在骨髓中注入滿干細(xì)胞的問題仍然存在：通過在骨髓中注入滿干細(xì)胞來治療脊髓損傷的特殊機(jī)制不明確;②骨髓干細(xì)胞之間充分離撫養(yǎng)、獲得效率。在骨髓中充充的干細(xì)胞上沒有明顯的表面標(biāo)記，因此沒有確定骨髓中充裝的干細(xì)胞的準(zhǔn)確標(biāo)準(zhǔn)。如何找到高純度和低成本分離系數(shù)？應(yīng)繼續(xù)探討適當(dāng)?shù)姆椒?在脊髓損傷后植入的骨髓干細(xì)胞因血液和氧不足、炎癥和免疫排斥而死亡。據(jù)認(rèn)為，通過解決這些問題，人類在臨床實(shí)踐中可以有效利用骨髓干細(xì)胞治療脊髓損傷。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ]Murray M.Cellular transplants ; steps toward restoration of function in spinal injured animals[ J]. Prog Brain Res，2004，143：133-146.

[2]Sanchez-Ramos J，Song s，Cardozo-Pelacz F，et al. Adult bone marrow stromal cells differentiate into neural cells in vitro[ J].ExpNcurol，2000 ，164（2）：247-256.

[ 3] Vawada R，F(xiàn)ehlings MG. Mesenchymal cells in the treatment of spinal cord injury ： current & future perspectives[J]. Curr Sten Cell ResTher ，2013，8（ 1）： 25-38.

[4]Tator CH，F(xiàn)ehlings MG. Review of the secondary injury theory of acute spinal cord trauma with emphasis on vascular mechanisms[J].JNeurosurg， 1911，75（ 1 ）：15-26.