《脊髓损伤修复进展.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脊髓损伤修复进展.ppt（62页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、脊髓损伤修复的研究进展 赵 廷 宝,脊 髓 损 伤 的 后 果,脊髓损伤（SCI）的现状,*SCI患者数量正呈逐年上升的趋势。 美国一年新增SCI患者11,000人,我国有案可查的脊髓损伤病例达60万以上 *严重SCI（四肢瘫，下肢截瘫）的比重增加。 *SCI不仅给患者带来巨大痛苦，而且给家庭及社会造成极大负担。,1928年Cajal 传统观念认为中枢神经损伤后不能再生 原因： 1.损伤神经元死亡 2.损伤神经元生长能力降低 3.缺乏必要的营养因子 4.宿主自身影响再生的环境,由于Cajal教授的权威和神经组织结构的特殊性，长期以来，中枢神经再生的基础研究没有取得突破性进展。目前国内外临床上除
2、了对脊髓压迫等继发性损伤进行减压手术外，对脊髓损伤尚无有效的治疗方法。,不利于脊髓再生的因素,轴突生长相对过慢 ，胶质瘢痕形成过快 再生促进因子不足 ，抑制因子存在 中枢胶质细胞在再生中作用的双向性,有利于脊髓再生的因素,随着现代生物医学和材料科学的飞速进步，使得关于脊髓损伤修复的探索性研究不断取得可喜的进展。 尤其是近几年来，用外科治疗方法解决脊髓损伤修复的研究已取得长足的进步。为人们在临床上治疗脊髓损伤呈现出光明前景。,外科手术介入,髓内移植：恢复脊髓解剖和环路的连续性 1 胚胎中枢神经组织移植 2 外周神经移植 3 细胞移植 神经根植入脊髓（CNS-PNS模式） 功能重建（PNS-PNS
3、模式）,神经元： 胶质细胞： CNS胶质：少突胶质细胞 ，混合胶质细胞 ，室管膜细胞 ，下丘脑无长突细胞 PNS胶质：SC CNS-PNS 胶质：OEC 多能祖细胞：胚胎神经细胞 ，混合多能祖细胞 免疫细胞：小胶质细胞，巨噬细胞 基因工程细胞：分泌NTFs的SC 其它：成纤维细胞 ，嗜铬细胞 et al.,有利于脊髓再生的其它因素,神经营养因子（NTFs） 再生抑制蛋白抗体 FK-506，GPI-1046等全身用药对神经再生促进作用的研究,CNS损伤后的变化,1.神经元存活，近端出芽再生 2.神经元死亡，附近未损伤者侧枝出芽 3.轴突侧枝损伤，未损伤侧枝出芽,几个关于脊髓损伤修复的里程碑式的实
4、验,1.Aguayo（1981，Science）：提出了突破性的新观点，认为损伤后的中枢神经轴突在合适的环境中可以发生有效再生（30mm）。,2.Schwann细胞用于修复脊髓损伤 Li Ying(1994，J.Neuroscience): 用电解的方法溶解成年大鼠的皮质脊髓束或背侧上行传导束，在损伤部位植入Schwann细胞，术后发现损伤轴突沿着未损伤的轴突平行再生了相当的距离。,Xu X M（1995，J.Comp.Neurol.） 将成年大鼠脊髓在T8水平横断，去除T9-11节段，用从坐骨神经纯化的SC作为引导物，观察到损伤轴突获得满意再生（910mm）。,3.嗅鞘细胞（OECs）修复脊
5、髓损伤 Li Ying（1997，Science） 使用电解的方法损伤大鼠单侧皮质脊髓束，移植由成年大鼠嗅球原代培养的细胞，有小胶质细胞、内皮细胞和嗅鞘细胞，发现轴突能生长较长的距离, 前肢功能恢复了57%，尽管当时并不清楚每种细胞对损伤修复的作用，但结果令人鼓舞。,OEC不仅能够分泌促进轴突再生的生长因子和粘附分子，且可以起到隔离物的作用，防止再生轴突接触胶质疤痕中的抑制因子。 采用完全脊髓横断模型，去掉部分脊髓，用SCs构建支架，支架内加入纯化的OECs,两端断立体定位微量注射OECs.结果发现移植组的脊髓传导束的轴突均有长距离的再生（0.52.5），这些再生的轴突穿过了疤痕区，并可以见到
6、一同移行的OECs 。,Ramon-Cueto（1998，J.Neuroscience） 比较了SCs和OECs修复脊髓损伤的结果，认为OECs能绕过损伤部位的胶质疤痕，覆盖CNS的天然屏障到达远侧（1.5cm），并有功能恢复（2000，Neuron）。,4.脊髓节段移植修复脊髓损伤 Iwaashita Y（1994，Nature） 切除新生大鼠下胸段脊髓，用胚胎大鼠的脊髓节段原位移植，再生轴突穿过移植物，建立的神经联系很难与正常者分辨，修复后的实验动物功能恢复满意。,5.肋间神经移植修复脊髓损伤 Cheng (1996，Science): 用含有切成小段的肋间神经和 (酸性成纤维细胞生长因子
7、)的纤维凝胶,桥接8节段的5脊髓缺损,发现有许多轴突再生进入移植物,且不少能继续长入远侧脊髓而恢复功能。可促进胚胎神经元发育分化，能够维持多种神经元存活。,上述实验表明，中枢神经纤维在人工赋予的类似外周神经的环境中可产生有效再生。在适当的介入条件下，大鼠可获得部分自主运动功能的恢复。,2000年科学家们成功克隆了阻止受损神经再生基因Nogo基因，这一发现被誉为是“探索中枢神经损伤修复漫长道路中的一个里程碑”（ Chen ，GrandPre ，Prinjha ，2000, Nature） 。,Nogo蛋白是抑制成年动物中枢神经再生的髓鞘内活性分子。 Nogo分子有三个异构体，分别命名为Nogo-
8、A、-B和-C，它们是同一Nogo基因通过不同的启动子或RNA剪接方式形成的。Nogo主要分布于中枢神经系统白质中，在髓鞘和培养的脊髓少突胶质细胞中均可以检测到。Nogo蛋白有两个完全独立的具有抑制活性的结构域：amino-Nogo和Nogo-66。 amino-Nogo能抑制神经元和成纤维细胞的生长，而Nogo-66只能抑制神经元的生长。NgR是能够介导Nogo-66抑制活性的功能性表面受体。,6.消除Nogo对脊髓损伤修复的影响 Kim，Simonen，Zheng，（2003，Neuron）,消除Nogo后的小鼠可以正常生长发育、正常繁殖，行为正常，脑组织结构没有异常改变。,消除Nogo后
9、对脊髓损伤修复的影响 1.促进皮质脊髓束发芽 2.促进皮质脊髓束轴突再生 3.促进实验动物运动功能的恢复,既往实验的缺陷 1.缺乏可重复性（技术复杂，条件不同） 2.有些实验结果相互矛盾 3.轴突再生主要依赖于形态学和追踪技术 4.功能恢复没有电生理依据,不利于脊髓损伤修复的因素 1.损伤神经元死亡 2.损伤神经元生长能力降低 3.宿主自身影响再生的环境 A.抑制轴突再生物质的存在，Nogo B.损伤部位脊髓灰质液化形成囊腔 C.损伤部位胶质疤痕的形成，机械阻挡、分泌抑制物 D.损伤部位血液循环障碍，导致必要的营养因子缺乏,促进脊髓损伤修复的措施 1.组织：脊髓节段、坐骨神经和肋间神经 2.细
10、胞：SCs、OECs 3.分子：NGF、BDNF、GDNF、CNTF、IGF、 NT-3、NT-5、NT-6、aFGF、bFGF,胶质细胞的作用 1.髓鞘形成 2.形成用于神经元迁移和轴突生长的支架 3.参与神经递质的摄取和代谢 4.摄取和缓冲细胞外环境中的离子 5.清除死亡神经元所遗留的碎片 6.区分不同种类神经元，并起绝缘体作用 7.支撑神经元，起结缔组织细胞的作用 8.营养作用，提供神经元必要的代谢成分 9.参与信息处理和记忆存储,神经营养因子的作用 1.神经元存活：防止神经元死亡 2.神经突起生长：刺激轴突和树突生长 3.神经细胞生长：促进神经细胞再生 4.合成代谢作用：增加神经元胞体
11、的体积 5.分化：诱导神经元表型所需的蛋白质合成 6.递质的调节：增加神经递质、神经肽及其合成酶的合成 7.电特性：改变离子通道的活性和水平,我们采取的策略,理论依据一,脊髓全横断损伤后，除局部有空洞和胶质瘢痕形成外，下位脊髓可长期存活，并保持固有的突触联系。 大鼠脊髓全横断后，下位脊髓的深浅反射均可恢复 灵长类动物（包括人）脊髓全横断后，下位的深反射可以恢复,因此，在脊髓完全横断后，如果有上位中枢的再生纤维进入并支配下位脊髓，可望取得运动功能的恢复。,理论依据 二,脊髓灰质中存在 着大量的中间神 经元 ，它们和上 下行纤维均有着 广泛的联系。,因此，通过中间神经元轴突的再生，可望间接取得长的
12、下行传导束的支配。,理论依据 三,背侧神经根中的神经纤维为背根神经节内假单极神经元的中枢突，在脊髓内，和同侧及对侧后角的第二级感觉神经元、前角运动神经元、后角、中间带及前角内的中间神经元均发生突触联系。,大鼠脊髓灰质的纤维联系,损伤节段的选择：T10,胸腰段损伤是临床上最为常见的脊髓损伤 轴突损伤距神经元胞体越近，胞体坏死和凋亡的可能就越大。所以过高节段的脊髓损伤不利于上位中枢长传导束的再生 高于中胸段的脊髓全横断损伤将对交感链产生影响，从而，减少动物的存活率 横断节段需要避开腰膨大部位 我们移植策略的需要,综合介入,NTFs的促神经再生作用久已得到证实。不仅对PNS，对CNS神经纤维的再生也有明显的促进作用。在手术治疗的同时,综合应用这一已经得到广泛认可的介入因素，可望取得比单因素更好的结果。,THANK YOU,