近年来干细胞研究的快速发展为其在医学上的应用奠定了坚实的基础。在过去的几年里，针对广泛的适应症启动了数百项临床试验。神经系统的疾病和损伤仍然是再生医学的一个挑战。

神经干细胞（NSC）是中枢神经系统恢复的最佳细胞，因为它们可以分化为成熟细胞，最重要的是，分化为功能性神经元和神经胶质细胞。然而，它们的应用受到多种因素的限制，例如难以获取原材料、细胞数量有限、体外培养存在问题、时间长且昂贵以及伦理考虑。

另一方面，根据现有的临床数据库，大多数涉及细胞疗法的注册临床试验都是使用从胎衣或成人体组织中获得的间充质干细胞/基质细胞/信号细胞（MSC）进行的。间充质干细胞是多能细胞，在体外适当条件下也能分化为神经元样和胶质细胞样细胞；然而，它们的主要治疗作用更多地与分泌和支持特性相关。间充质干细胞作为细胞生态位的天然组成部分，通过免疫调节以及营养因子的分泌影响环境。

强强联合！神经干细胞与间充质干细胞相互作用成为神经再生的方法

近期，国际期刊杂志《细胞》发表了一篇神经干细胞 (NSC) 和间充质干细胞 (MSC) 的相互作用作为大脑研究和神经再生的一种有前途的方法的综述，在这篇综述中，我们讨论了与双边MSC-NSC相互作用、环境条件下MSC向神经细胞（嵴衍生细胞亚群）分化、生物支架或通过重建与NSC共培养相关的各种治疗策略和激活机制。

间充质干细胞和神经干细胞合作的潜在能力

间充质干细胞可以迁移到大脑受损部位，产生神经保护和血管保护作用。此外，它们可以促进受损大脑皮层的细胞再生，而它们的分泌组对脑外伤后的神经元具有有利的影响。

然而，关于MSC是否可以与NSC或其生态位相互作用以提高NSC分化为成熟和功能性神经元的再生能力的研究仍在进行中。间充质干细胞和神经干细胞单独在中枢神经系统中的再生潜力较低，但它们独特的功能可以建立协同关系，这对于增强治疗效果至关重要。神经干细胞移植可以提供新的神经祖细胞，而MSC可以通过佐剂效应和细胞间接触来免疫微环境并支持新生成的神经母细胞的存活和分化（图1）。

什么是神经干细胞

神经干细胞（Neural Stem Cells, NSCs）是一种关键的细胞类型，具有以下特性和来源：

• 特性：
  • 神经干细胞具有自我更新能力，能够不断分裂产生新的细胞。
  • 它们具有分化为多种神经细胞类型的潜能，包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。
  • 这些细胞在神经系统的发展、修复和再生中起着关键作用。
• 来源：
  • 神经干细胞主要存在于胚胎发育早期的神经管中，以及成年动物的特定区域，如大脑的海马组织、球和脊髓的室管膜下区等。
  • 它们也可以通过胚胎干细胞（ESCs）、诱导多能干细胞（iPSCs）等分化而来。
• 应用：
  • 神经干细胞在治疗神经系统疾病方面显示出巨大的潜力，例如帕金森病、阿尔茨海默病、脑卒中和多发性硬化症等。
  • 通过移植神经干细胞，可以分化为多巴胺能神经元或修复受损的神经元，从而改善患者的神经功能和认知功能。

神经干细胞的研究和应用是神经科学和医学领域的前沿话题，为治疗神经退行性疾病提供了新的可能性。

此外，成人大脑中的神经干细胞以两种状态存在：它们可以是活跃的或静止的，这分别与两个重要的生态位控制过程：神经发生和静止有关。

静止神经干细胞的活化被描述为神经发生的第一阶段。神经发生和胶质细胞生成受到大量协同和拮抗因子的严格控制，如细胞因子、形态发生因子或生态位微环境中的神经递质（图3）。

神经干细胞治疗神经系统疾病当前面临的挑战

近年来，越来越多的证据表明神经干细胞在细胞治疗中的应用具有巨大的重要性。

目前，在ClinicalTrials.gov上注册的临床研究多达74项。人们对应用这些干细胞治疗神经系统疾病越来越感兴趣，包括缺血性中风、帕金森病和阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 或脊髓损伤 (SCI)。由于内源性神经干细胞的恢复能力无效，因此对多种来源的NSC进行了测试，包括胎儿和成人CNS衍生的NSC、来自多能干细胞的神经祖细胞以及非神经干细胞：表格1）。

到目前为止，尚未选择理想的可用来源。每个来源都有其优点和缺点，下表总结了这些优点和缺点。

什么是间充质干细胞（MSC）

间充质干细胞（MSCs）是一种多功能的干细胞，具有多种来源，包括骨髓、脂肪、脐带等。以下是关于间充质干细胞的关键特性和应用领域：

1. 来源与特性

• 多能性：MSCs能够分化成多种类型的细胞，如骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等。
• 自我复制：MSCs具有自我更新的能力，能够持续提供新的细胞，有助于替代老化或受损的细胞。
• 低免疫原性：由于不表达HLA-DR等免疫相关抗原，MSCs在移植时引起的免疫排斥反应较低，这使得它们在治疗免疫相关疾病时具有潜在的优势。

2. 应用领域

• 再生医学：MSCs在再生医学领域具有广泛的应用前景，特别是在治疗各种组织和器官损伤方面。
• 免疫调节：MSCs通过调节免疫系统的活性，减少炎症，抑制免疫反应，因此在自身免疫性疾病和移植排斥病的治疗中扮演重要角色。
• 促进组织修复：MSCs还可以通过释放生长因子和细胞因子来促进组织修复，有助于将其他细胞招募到损伤部位，促进新血管的形成。

间充质干细胞作为一种多功能的干细胞，其在医学领域的应用展现出巨大的潜力和前景。随着研究的深入和技术的进步，MSCs有望为治疗多种疾病提供新的方法和策略。

间充质干细胞的支持机制

间充质干细胞具有在损伤部位重新增殖的能力、免疫调节能力以及由分泌活性和外泌体释放组成的旁分泌活性，因此可对受损组织的再生产生重大影响。通过细胞间的接触，间充质干细胞可接收到适当的刺激信号，通过有丝分裂独立地复制出相同的细胞，然后迁移、修复和替代受损细胞。这种交流是由被称为外泌体或细胞外囊泡（EVs）的关键介质促成的。

增加间充质干细胞神经源潜力的策略

在再生医学中，间充质干细胞可用作神经细胞的来源或作为神经干细胞的支持物。在此，我们重点关注两种前景广阔的方法–神经球培养和细胞支架三维培养。

间充质干细胞的当前临床应用和未来展望

使用间充质干细胞治疗神经系统疾病存在许多含糊之处。一些研究显示了几种有益的效果，同时也报道了相反的结果。间充质干细胞在治疗缺血性中风方面的应用已得到广泛研究。人们发现，由于其可塑性，间充质干细胞可以分化成神经元样表型，并具有巨大的免疫调节潜力。临床前结果似乎很有希望，但它们也显示出治疗的许多副作用，包括栓塞、肿瘤形成，甚至β-淀粉样蛋白积累。

间充质干细胞和神经干细胞的相互作用

通过与MSCs的相互作用，可以改善体外NSCs的分化。此外，NSCs还可以促进MSCs的神经分化。间充质干细胞不仅影响分化过程，还能增加NSCs的增殖和存活率。

• 研究显示，即使培养基中没有EGF和bFGF，与MSCs共培养也能保持NSCs的干性。MSCs也会影响神经胶质细胞的分化。据报道，在氧-葡萄糖剥夺模型中，MSCs可以挽救神经细胞的凋亡；在体外阿尔兹海默症模型中，MSCs被证明可以防止突出密度降低。

大量研究表明，Notch-1信号转导参与MSCs和NSCs之间的相互作用。间充质干细胞（MSCs）与非核酸干细胞的共同移植在体内发挥了治疗作用。由于其免疫调节活性，MSCs为移植的NSCs提供了环境。

• 间充质干细胞还能影响神经胶质细胞的分化。
• 观察到的治疗效果与间充质干细胞和神经干细胞分泌营养因子有关。
• 间充质干细胞与神经干细胞联合移植在体内发挥了治疗作用。由于其免疫调节活性，MSC为移植的NSC提供了环境，从而增强了NSC体内的存活率。

总结

干细胞与伴生/支持细胞之间的相互作用对平衡和组织再生至关重要。在许多器官中，间充质干细胞维持干细胞的存活和转运增殖细胞（TAC）的增殖，然后分化成目标细胞类型。虽然证据尚不充分，但间质作为生态位的组成部分，似乎在静止的间充质干细胞与增殖、分化和从细胞龛迁移的祖细胞之间的平衡中发挥作用。

神经干细胞和间充质干细胞之间也存在同样的相互作用。

• 由于神经干细胞可能是所有神经细胞类型的无限来源，而间充质干细胞则显示出高度的旁分泌活性，因此将它们联合用于治疗神经系统疾病似乎极具前景。

根据现有的科学文献，间充质干细胞和神经干细胞的结合似乎代表了一个有前途的治疗前景（图4）。

• 神经干细胞可以作为分化成成熟神经细胞和神经胶质细胞的细胞来源。
• 反过来，间充质干细胞可以通过神经保护、免疫调节和促血管生成活性支持神经干细胞的移植。使用间充质干细胞的另一个优点是易于从多个来源分离并且不产生肿瘤。

尽管这种相互作用的机制尚未被探索，但其效果已经非常有希望。尽管如此，仍然需要对这种组合的使用进行更多研究，特别是在动物模型和人体临床试验中。

参考资料：Kaminska A, Radoszkiewicz K, Rybkowska P, Wedzinska A, Sarnowska A. Interaction of Neural Stem Cells (NSCs) and Mesenchymal Stem Cells (MSCs) as a Promising Approach in Brain Study and Nerve Regeneration. Cells. 2022 Apr 26;11(9):1464. doi: 10.3390/cells11091464. PMID: 35563770; PMCID: PMC9105617.

免责说明：本文仅用于传播科普知识，分享行业观点，不构成任何临床诊断建议！杭吉干细胞所发布的信息不能替代医生或药剂师的专业建议。如有版权等疑问，请及时跟本公众号联系，我们将在第一时间处理。