- 文献综述(或调研报告):
新型生物性材料在神经干细胞移植治疗神经系统疾病过程中的应用
摘要:当前已经有越来越多的患者被诊断出患有神经系统疾病,但由于缺乏有效的治疗方法而很少有人能被治愈。这种情况迫切要求开发有效的可用于诊断和治疗的生物材料来修复和再生受伤或患病的神经组织。对此,一方面,一些可降解功能性生物材料对外部刺激场具有独特的响应性,成为有希望的解决方案,使神经成像,神经相关传感器的研发,特异性靶向治疗,高热治疗,受控药物递送和神经再生成为可能。另一方面,由移植干细胞分化所产生的人类星形胶质细胞也可通过多种机制促进神经修复和再生。这篇综述将介绍可降解功能性生物材料的最新进展及基于神经干细胞移植治疗神经系统疾病的最新进展。
关键词:可降解生物材料;神经干细胞;多能干细胞;星形胶质细胞;神经系统疾病;
一、引言
神经系统疾病是大脑,脊椎和连接它们的神经的疾病。神经系统疾病有600多种,例如阿尔茨海默氏病,帕金森氏病,脑外伤,脑瘤,癫痫病和中风等 [1,2]。而且确诊的难以治愈神经系统疾病的数量每年都在增长。每年,在120万例被诊断的脑部疾病中,分别有51.3%和21%是由中风和阿尔茨海默氏病引起的。这些神经系统疾病很多都缺乏治疗方法,给患者带来了极大的痛苦和巨大的经济负担。
为了满足对神经系统疾病的诊断和治疗的要求,人们正致力于开发先进的生物材料[3]。在所有已开发的生物材料中,功能性生物材料包括电活性生物材料,磁性生物材料和光活性生物材料。目前早已确定神经细胞对外部刺激(例如电场,磁场和光)具有内在的响应[4-7]。在这些功能性生物材料的辅助下,可以将外部刺激定位于靶向神经。因此,功能性生物材料可以普遍用作支撑神经细胞生长和组织再生的支撑支架 [8]。另外,随着纳米生物技术的最新发展,功能性纳米生物材料也被开发并广泛用于神经疾病的治疗。
与此同时,干细胞移植治疗已成为中枢神经系统损伤和神经系统疾病的一种有前途的治疗策略。移植干细胞能够在体内分化为不同类型的神经细胞,例如,神经元,少突胶质细胞和星形胶质细胞。其中,星形胶质细胞是从胚胎组织来源的祖细胞和多能干细胞中分化出来的,而这些从干细胞和祖细胞分化来源的星形胶质细胞在各种神经系统疾病动物模型中发挥着诸多治疗作用。移植的星形胶质细胞通过多种机制促进神经修复和再生,如可替换患病的星形胶质细胞,参与协助少突胶质细胞的分化和髓鞘形成,调节神经元功能,维持血脑屏障/CNS稳态等。
二、正文
1、神经系统疾病介绍
神经系统是人类最复杂,最重要的系统,它控制着整个身体的感觉输入,信息整合和运动输出。它分为两个主要部分:由大脑和脊髓组成的中枢神经系统(CNS),以及主要由神经组成的外围神经系统(PNS)。在细胞水平上,神经系统由两种主要类型的细胞组成:神经元及其支持细胞(称为神经胶质细胞)。神经元是神经系统的结构和功能构建单元,通过神经冲动快速而精确地传导电化学信号,并可释放神经递质(例如乙酰胆碱,多巴胺和谷氨酸)通过突触来调节肌肉和腺体的活动。神经系统中的神经胶质细胞则包括CNS中的少突胶质细胞,星形胶质细胞,室管膜细胞和小胶质细胞; PNS中的施万细胞和卫星细胞,主要用以保护和滋养神经元。
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