神經(jīng)干細胞 (NSC) 越來(lái)越多地被認為是治療中樞神經(jīng)系統 (CNS) 損傷的細胞療法最有希望的候選對象，這主要是因為它們具有多能分化能力以及出色的分泌和歸巢特性。

近年來(lái)，人們開(kāi)始廣泛研究探索神經(jīng)干細胞移植對中樞神經(jīng)系統損傷的治療潛力，并取得了重大進(jìn)展。然而，由于損傷后形成不利的微環(huán)境，導致移植的NSC在宿主神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中的存活、分化和整合不理想，基于NSC的移植療法往往無(wú)法達到最佳治療效果。

為了應對這一挑戰，基因改造已成為一種有吸引力的策略來(lái)改善NSC療法的效果。這主要歸因于它不僅可以增強NSC的分化能力，還可以促進(jìn)一系列生物活動(dòng)，例如分泌生物活性因子、抗炎作用、抗凋亡特性、免疫調節、抗氧化功能和血管生成。此外，基因改造使NSC在神經(jīng)損傷的情況下發(fā)揮更強的神經(jīng)保護作用。

轉基因神經(jīng)干細胞移植治療中樞神經(jīng)系統損傷和神經(jīng)系統疾病的進(jìn)展

近日，在《Stem Cell Research&Therapy》雜志上發(fā)表了一項“轉基因神經(jīng)干細胞治療中樞神經(jīng)系統損傷和神經(jīng)系統疾病的進(jìn)展”的文獻綜述，研究人員探頭了用各種治療基因進(jìn)行基因改造的神經(jīng)干細胞在治療神經(jīng)損傷和神經(jīng)疾病方面的作用和機制的最新進(jìn)展[1]。

本綜述首次對神經(jīng)干細胞的特點(diǎn)、來(lái)源和有利于神經(jīng)再生的特有基因改造，以及經(jīng)過(guò)基因改造的神經(jīng)干細胞在細胞治療中對各種神經(jīng)損傷和神經(jīng)系統疾病的治療能力進(jìn)行了前所未有的全面分析。

此外，我們還詳細總結了針對中樞神經(jīng)系統損傷和疾病模型的基于基因改造的神經(jīng)干細胞療法的移植時(shí)機、途徑和劑量的最新進(jìn)展。

我們相信這篇綜述可以幫助更好地理解轉基因NSC促進(jìn)神經(jīng)損傷修復的調控機制，并啟發(fā)未來(lái)的實(shí)驗研究，以更好地確定中樞神經(jīng)系統損傷和疾病的治療方案。

01什么是神經(jīng)干細胞和轉基因神經(jīng)干細胞

神經(jīng)干細胞的特點(diǎn)

神經(jīng)干細胞（Neural Stem Cells，簡(jiǎn)稱(chēng)NSCs）是一類(lèi)具有自我更新和多向分化潛能的干細胞，它們在中樞神經(jīng)系統（CNS）的發(fā)育和修復中扮演著(zhù)重要角色。以下是NSCs的一些主要特點(diǎn)：

1. 自我更新和克隆擴增：NSCs可以通過(guò)對稱(chēng)分裂進(jìn)行自我更新，保持干細胞池的大小，并通過(guò)增殖實(shí)現克隆擴增。

2. 多能分化：NSCs具有多向分化潛能，可以通過(guò)不對稱(chēng)分裂產(chǎn)生多種表型不同的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，包括神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞。

3. 歸巢能力：NSCs具有歸巢能力，能夠定向遷移到受損區域，這一能力與多種趨化因子和粘附分子的表達密切相關(guān)。

4. 神經(jīng)分化：在動(dòng)物早期發(fā)育過(guò)程中，NSCs可以被誘導分化，生成整個(gè)中樞神經(jīng)系統。

5. 促進(jìn)神經(jīng)修復：NSCs能夠通過(guò)多種機制促進(jìn)神經(jīng)修復，包括分泌神經(jīng)營(yíng)養因子和其他生物活性因子，改善不利的微環(huán)境，支持細胞存活，促進(jìn)軸突再生，增強血管生成。

6. 治療潛力：NSCs在治療中樞神經(jīng)系統損傷和神經(jīng)退行性疾病方面具有巨大潛力，它們可以補充丟失的神經(jīng)元，減輕神經(jīng)損傷。

7. 年齡和區域特異性：在不同年齡段的哺乳動(dòng)物大腦中，NSCs可以被吸引到距離神經(jīng)退行性區域相當遠的地方，顯示出它們在不同年齡和腦區的分布和活性可能有所不同。

8. 細胞補充療法：基于NSCs的治療原則，細胞補充療法被廣泛認可，適用于對常規治療反應不佳的中樞神經(jīng)系統損傷患者。

9. 分泌活性：NSCs能夠分泌多種產(chǎn)物，這些分泌物能夠改善微環(huán)境，促進(jìn)神經(jīng)修復和再生。

這些特點(diǎn)使得NSCs成為研究和治療中樞神經(jīng)系統疾病的重要工具，尤其是在神經(jīng)損傷和退行性疾病的治療中。

神經(jīng)干細胞的來(lái)源和位置

神經(jīng)干細胞（NSCs）的來(lái)源和位置是神經(jīng)科學(xué)研究中的重要領(lǐng)域，以下是NSCs的主要來(lái)源和位置：

1. 胚胎起源：NSCs起源于胚胎發(fā)育過(guò)程中的側腦室壁內，包括皮質(zhì)（Cx）、海馬（Hp）、紋狀體（St）、隔膜（SP）和脊髓中央管（SC）。

2. 成年哺乳動(dòng)物大腦：腦室下區（SVZ）：大多數成年神經(jīng)干細胞位于海馬齒狀回的腦室下區。顆粒下區（SGZ）：海馬的另一個(gè)區域，也是成年神經(jīng)干細胞的主要位置。

3. 嗅球（OB）：成年嚙齒動(dòng)物和人類(lèi)嗅球中也存在NSCs，它們可以產(chǎn)生中間神經(jīng)元，并且有研究表明新生神經(jīng)元從側腦室的V-SVZ遷移到OB。

4.嗅粘膜：成年NSCs/神經(jīng)前體細胞（NPCs）也可以從嗅粘膜中培養和表征，作為治療神經(jīng)損傷和神經(jīng)系統疾病的替代來(lái)源。

5. 外源性NSCs：移植外源性NSCs是治療神經(jīng)系統疾病和損傷的一種有前途的策略，它們可以直接從胎兒和成人神經(jīng)組織中分離，包括大腦和脊髓。

6. 多能干細胞轉分化：NSCs可以通過(guò)將多能干細胞轉分化獲得，包括胚胎干細胞（ESCs）和誘導性多能干細胞（iPSCs）。

iPSCs由成體細胞通過(guò)特定轉錄因子重新編程為多能狀態(tài)獲得。

7. 間充質(zhì)干細胞（MSCs）：源自MSCs的NSCs也被提議作為神經(jīng)系統疾病的創(chuàng )新細胞治療方法。

8. 轉分化的體細胞：NSCs可以從轉分化的體細胞中獲得，包括血細胞中的單核細胞、皮膚成纖維細胞和尿液細胞。

9. 永生化NSCs：通過(guò)引入與胚胎發(fā)生相關(guān)的基因，NSCs可以進(jìn)一步永生化，從而可以選擇具有連續分裂能力的NSC克隆。

NSCs的這些來(lái)源和位置為研究和治療中樞神經(jīng)系統疾病提供了多種途徑，包括細胞替代療法和基因轉移療法。通過(guò)這些方法，科學(xué)家們可以探索NSCs在神經(jīng)修復和再生中的潛力。

我們?yōu)槭裁匆邪l(fā)轉基因神經(jīng)干細胞，轉基因神經(jīng)干細胞的價(jià)值

一、神經(jīng)干細胞（NSC）臨床應用面臨的挑戰

移植的NSC雖有通過(guò)補充受損或壞死細胞、旁觀(guān)者免疫調節和神經(jīng)營(yíng)養機制發(fā)揮治療作用的潛力，但臨床應用面臨巨大挑戰，主要是移植的NSC存活率低且分化為神經(jīng)細胞的效率低。脊髓損傷后，受損區域微環(huán)境惡化阻礙其增殖、遷移和分化潛力，影響治療效果。并且直接遞送神經(jīng)營(yíng)養因子等也存在如在血腦屏障滲透性有限、在神經(jīng)組織內分布不充分、生物利用度低、半衰期短等問(wèn)題。 

二、表觀(guān)遺傳修飾對神經(jīng)干細胞的作用

表觀(guān)遺傳修飾在調節與神經(jīng)發(fā)育和生長(cháng)相關(guān)基因表達方面起關(guān)鍵作用，微小RNA（miR）作為關(guān)鍵的非編碼調節RNA，在神經(jīng)發(fā)生過(guò)程中有動(dòng)態(tài)表達模式并啟動(dòng)多種功能，部分可作為病理狀況的有效治療靶點(diǎn)，已被用于增強NSC特性用于移植策略。像miR-124、miR-7b-3p等多個(gè)miR已被證實(shí)可通過(guò)不同機制增強NSC修復受傷或患病組織能力、改善神經(jīng)功能、對抗中樞神經(jīng)系統病變和神經(jīng)系統疾病，通過(guò)多種表觀(guān)遺傳修飾對NSC進(jìn)行調控代表著(zhù)一種有前途的療法。

三、組合基因工程技術(shù)與干細胞療法的意義

神經(jīng)損傷通常和炎癥、細胞壞死等多種有害因素相關(guān)，增強NSC的抗炎、抗凋亡等能力對治療中樞神經(jīng)系統（CNS）損傷很關(guān)鍵。組合基因工程技術(shù)與基于干細胞的療法提供了創(chuàng )新思路，特定基因轉移到NSC中對治療中樞神經(jīng)系統疾病有有效性，常見(jiàn)傳導的基因包含編碼神經(jīng)遞質(zhì)合酶、神經(jīng)營(yíng)養因子等的基因。

NSC作為傳遞治療基因的極具吸引力的候選對象，基因改造的NSC不僅能促進(jìn)細胞存活和增殖，還能增強向神經(jīng)細胞的分化，移植后可維持特定分子高水平表達，改善微環(huán)境，減輕炎癥等反應。 

四、轉基因神經(jīng)干細胞移植的潛在價(jià)值

轉基因細胞的移植可能通過(guò)優(yōu)化神經(jīng)干細胞存活、增強神經(jīng)元分化、促進(jìn)軸突生長(cháng)、可塑性和功能恢復等各種機制，為中樞神經(jīng)系統損傷提供潛在更精準的治療策略。

使用轉基因神經(jīng)干細胞移植治療中樞神經(jīng)系統損傷

轉基因NSC/NPC的來(lái)源

用于治療中樞神經(jīng)系統損傷的轉基因NSC/NPC的制備方法：

1. 分離自胚胎組織：多數NSC主要從胚胎的不同部位進(jìn)行分離，比如胚胎14/14.5天的皮質(zhì)、前腦、間腦、脊髓、海馬，還有成人嗅覺(jué)系統等，這些部位的組織是獲取NSC的來(lái)源之一。 

2. 永生化神經(jīng)前體細胞系：像C17.2細胞系以及永生化人類(lèi)NSC系HB1/F3，它們通過(guò)整合致癌基因實(shí)現無(wú)限增殖，憑借這一特性可進(jìn)行大量生產(chǎn)，進(jìn)而能為后續治療應用等提供充足的細胞來(lái)源。

3. 來(lái)自胚胎干細胞（ESC）的NSC/NPC：胚胎干細胞也是制備N(xiāo)SC/NPC的一個(gè)途徑，其具備相應的分化潛能等特點(diǎn)，可用于獲取滿(mǎn)足治療中樞神經(jīng)系統損傷需求的細胞。 

4. 來(lái)自骨髓基質(zhì)細胞的NSC/NPC：骨髓基質(zhì)細胞能夠分化產(chǎn)生NSC/NPC，為中樞神經(jīng)系統損傷治療相關(guān)細胞的制備提供了別樣的渠道。 

5. 誘導性多能干細胞衍生的NPC（iPSC-NPC）：iPSC/NPC可以從患者自體皮膚成纖維細胞中產(chǎn)生，這一優(yōu)勢在于能夠避免干細胞移植帶來(lái)的免疫排斥和倫理問(wèn)題，不過(guò)其在臨床前應用面臨著(zhù)重編程效率低這一主要挑戰，需要先解決該問(wèn)題才能更好地投入應用。

轉基因NSC/NPC移植的主要方法

目前對于脊髓損傷（SCI）治療最有效的NSC移植策略尚未達成共識，不同移植方法在宿主體內會(huì )產(chǎn)生不同治療結果，所以移植方法的選擇要具備適應性，主要依據損傷的類(lèi)型和嚴重程度來(lái)確定。 

不同神經(jīng)損傷對應的移植方法

• 創(chuàng )傷性腦損傷（TBI）：移植策略主要是腦內移植，例如將細胞注射到同側受傷半球。
• 脊髓損傷（SCI）：有多種移植途徑，包括病變內（IL）注射，也就是直接把細胞注射到病變中心，或者注射到病變周?chē)鷧^域；還可采用鞘內（IT）給藥、靜脈注射以及腦室內注射（像將細胞送入脊髓）等方式。?
• 出血性中風(fēng)：細胞移植主要是將細胞注射到上覆的皮質(zhì)或同側紋狀體來(lái)進(jìn)行。?
• 缺血性中風(fēng)：移植涉及將NSC直接注射到同側側腦室、皮質(zhì)和紋狀體，這已被多項研究證實(shí)。?
• 腦癱：是把懸浮在鹽水中的NSC通過(guò)立體定向注射到大鼠左側感覺(jué)運動(dòng)皮質(zhì)中，并且證明了其有效性。?

轉基因NSC/NPC移植的最佳策略依舊取決于神經(jīng)損傷的具體情況，需要根據不同損傷類(lèi)型等因素靈活選擇合適的移植方式來(lái)達到相對最佳的治療效果。

轉基因NSC/NPC移植劑量

雖然目前對于每次體內手術(shù)成功移植到病變部位的細胞數量尚無(wú)統一意見(jiàn)，但首次移植的細胞數量與神經(jīng)損傷細胞療法的療效密切相關(guān)。

從臨床試驗角度，確定神經(jīng)損傷的最佳移植細胞數量極為關(guān)鍵，移植細胞數量不足難以實(shí)現滿(mǎn)意的神經(jīng)修復治療效果，而數量過(guò)多可能引發(fā)不良反應，像形成細胞凝塊，遺憾的是當下干細胞療法的細胞劑量還未確定。 

一、確定移植細胞數量的依據：目前使用轉基因NSC/NPC確定移植細胞數量通常依靠臨床前試驗，而且動(dòng)物種類(lèi)、疾病模型、損傷持續時(shí)間和程度以及給藥途徑等方面的差異，都會(huì )對移植細胞數量的選擇及最終結果產(chǎn)生影響。 

二、常見(jiàn)的轉基因NSC/NPC移植數量范圍及相關(guān)案例：通常，用于移植的轉基因NSC/NPC數量大多處于2.5×10?至2×10?個(gè)細胞之間。

• 比如在一項針對缺血性中風(fēng)小鼠模型的特定研究中，設置了1×10?（低劑量組）和3×10?（高劑量組）個(gè)細胞的移植情況，結果顯示移植后7天和14天，接受過(guò)表達SDF-1α的誘導性多能干細胞衍生的神經(jīng)前體細胞（iPSC/NPC）的小鼠運動(dòng)活動(dòng)顯著(zhù)改善，不過(guò)低劑量組未觀(guān)察到顯著(zhù)改善。 

鑒于上述情況，依據具體情形去探討并優(yōu)化用于神經(jīng)再生的移植細胞數量是十分重要的。

轉基因NSC/NPC的移植時(shí)機

一、確定移植時(shí)機的重要性：神經(jīng)損傷包含一系列復雜的病理生理變化，所以確定神經(jīng)干細胞（NSC）移植的最佳時(shí)機對于有效治療脊髓損傷（SCI）等中樞神經(jīng)系統損傷極為關(guān)鍵。

二、不同神經(jīng)損傷類(lèi)型對應的常見(jiàn)移植時(shí)機 

• 腦創(chuàng )傷（TBI）：先前動(dòng)物研究主要在損傷后立即，或在損傷后24或72小時(shí)進(jìn)行轉基因NSC/NPC的移植。 
• 脊髓損傷（SCI）：細胞移植要么在損傷后立即開(kāi)展，要么在損傷后每隔7或9天進(jìn)行一次。 
• 缺血性中風(fēng)模型：通常在缺血再灌注后立即、6小時(shí)或3天進(jìn)行細胞移植。 
• 大腦中動(dòng)脈閉塞（MCAO）：移植在閉塞后2小時(shí)、1天、2天和7天進(jìn)行。 
• 腦出血：大多數研究選擇腦出血后3天和7天作為移植時(shí)間點(diǎn)。 
• 缺氧缺血性腦病模型：細胞在損傷后3天進(jìn)行移植。 

三、移植時(shí)機的關(guān)鍵影響及總體要求

盡管目前沒(méi)有研究系統地評估基于移植時(shí)機的NSC/NPC的效果，但細胞移植時(shí)機是影響細胞植入以及后續功能改善的關(guān)鍵因素。因此，針對中樞神經(jīng)系統損傷的NSC輸送時(shí)機應具備適應性，要根據不同損傷情況合理選擇。

基因工程神經(jīng)干細胞用于治療創(chuàng )傷性腦損傷

創(chuàng )傷性腦損傷 (TBI) 是由外部機械力造成的一種毀滅性的神經(jīng)系統疾病。它包括原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷，是全球45歲以下人群死亡和發(fā)病的主要原因。原發(fā)性損傷通常是由于最初的物理沖擊（例如腦部受到撞擊、打擊或震動(dòng)）導致腦區室立即受到機械破壞所致。

最近的研究表明，神經(jīng)發(fā)生和突觸形成的增強、軸突重塑和血管生成的誘導可顯著(zhù)改善實(shí)驗性創(chuàng )傷性腦損傷 (TBI) 中的腦功能恢復。更重要的是，據觀(guān)察，NSC可通過(guò)分泌神經(jīng)營(yíng)養因子、增加突觸蛋白的表達以及分化為功能性神經(jīng)元來(lái)促進(jìn)TBI中的功能恢復。

因此，神經(jīng)干細胞移植正在成為一種有前途的TBI治療策略。令人鼓舞的是，通過(guò)針對性地修飾特定基因，轉基因神經(jīng)干細胞在治療創(chuàng )傷性腦損傷 (TBI) 方面表現出比神經(jīng)干細細胞更優(yōu)的治療效果（表1）。

轉基因NSC具有分化成神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的能力。值得注意的是，基因改造已被證明能顯著(zhù)提高NSC的存活率。此外，這些改造還能增加分化成神經(jīng)元的NSC或NPC的比例。這種增強對于改善行為結果和促進(jìn)TBI后運動(dòng)功能的恢復至關(guān)重要。

基因修飾的神經(jīng)干細胞用于脊髓損傷修復

SCI是對脊髓的一種毀滅性的神經(jīng)和病理?yè)p傷，通常導致自主神經(jīng)功能、感覺(jué)知覺(jué)和運動(dòng)控制的暫時(shí)或永久性嚴重障礙。從病理生理學(xué)上講，SCI的特征是最初是原發(fā)性損傷階段，這會(huì )損害神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的完整性，隨后是繼發(fā)性損傷階段，在接下來(lái)的幾周內誘導進(jìn)行性細胞凋亡和進(jìn)一步的脊髓損傷。

盡管SCI的治療策略取得了進(jìn)展，包括藥物干預、外科手術(shù)和康復努力，但這些方法只能有限地改善臨床結果，目前尚無(wú)治愈SCI的方法。令人欣慰的是，細胞療法代表了治療SCI的一種有前途的方法。此外，生物材料的植入可以改善微環(huán)境，連接脊髓殘端，并為軸突再生提供物理和方向支持。

目前，生物材料植入和細胞移植的組合療法通過(guò)提高細胞存活率、調節細胞分化、為神經(jīng)回路重塑和軸突再生提供方向支持，顯著(zhù)促進(jìn)神經(jīng)再生和功能恢復相比之下，基因改造的神經(jīng)干細胞是治療脊髓損傷的更有效方法。通過(guò)改變特定的分子表達，這些改造的NSC已顯示出促進(jìn)細胞存活和分化、促進(jìn)軸突再生和髓鞘形成、減輕炎癥、抵消細胞凋亡和減少膠質(zhì)瘢痕形成等方面的更強功效。

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)移植基因修飾的NSC實(shí)現SCI后的神經(jīng)功能恢復，主要歸因于它們對 NSC增殖和存活、神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細胞分化、軸突再生、抗凋亡和減少星形膠質(zhì)細胞瘢痕形成的促進(jìn)作用，以及內源性NSC的激活（見(jiàn)表2）。

基因改造神經(jīng)干細胞在腦缺血治療中的應用

卒中是全球第二大死亡原因，占全球死亡人數的5.2%。它也是導致殘疾和認知障礙的主要原因，在發(fā)展中國家的患病率日益增加。大多數卒中是由于腦血管暫時(shí)或永久性阻塞引起的。缺血性卒中可導致腦梗死、腦組織壞死和局部神經(jīng)元損傷，最終導致長(cháng)期殘疾甚至致命，從而每年在全球范圍內造成巨大的經(jīng)濟負擔。

近年來(lái)，神經(jīng)干細胞移植已成為缺血性卒中一種有前途的神經(jīng)修復方法，不僅通過(guò)提供結構替代，而且還通過(guò)神經(jīng)營(yíng)養支持、免疫調節和血管修復等機制產(chǎn)生有益作用。

其中，基因工程化的神經(jīng)干細胞通過(guò)特定因子的過(guò)度表達選擇性地修改其分泌蛋白組，從而在缺血性卒中的背景下發(fā)揮神經(jīng)修復作用。這些影響通過(guò)增強移植細胞的存活和分化潛力、促進(jìn)血管生成、減少梗塞體積、抑制細胞凋亡和減輕炎癥來(lái)表現（見(jiàn)表3）目前，NSC的基因改造已不僅限于上調特定的生長(cháng)因子和通路，還包括非編碼RNA和整體SUMO化的參與，這些在缺血應激下維持細胞功能和體內平衡方面發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。

本研究表明，移植轉基因神經(jīng)干細胞可顯著(zhù)減少缺血性中風(fēng)的病灶體積，促進(jìn)感覺(jué)運動(dòng)功能恢復，改善認知功能障礙和行為缺陷，與非轉基因NSC相比，效果更為顯著(zhù)。例如，移植過(guò)表達半乳糖凝集素-1 (Gal-1) 的NSC可減少梗塞體積，并減輕中風(fēng)后至少28天內胼胝體和紋狀體的白質(zhì)損傷。

此外，轉染Noggin的NSC已被證實(shí)可顯著(zhù)減少缺血皮質(zhì)和齒狀回的病理?yè)p傷，并改善神經(jīng)系統評分。轉基因NSC具有預防缺血性中風(fēng)的潛在神經(jīng)保護作用。增強移植細胞的增殖和存活對于其有效發(fā)揮功能至關(guān)重要。

基因修飾神經(jīng)干細胞治療出血性中風(fēng)

中風(fēng)是最嚴重的疾病之一，其特征是嚴重后果，包括死亡和長(cháng)期殘疾。中風(fēng)大致可分為出血性和非出血性?xún)纱箢?lèi)。出血性中風(fēng)約占所有中風(fēng)病例的20%，可進(jìn)一步分為腦內出血 (ICH)、腦室內出血 (IVH) 和蛛網(wǎng)膜下腔出血 (SAH) 。其中，ICH是出血性中風(fēng)最常見(jiàn)的亞型，治療面臨巨大挑戰，影響全球數百萬(wàn)人。流行病學(xué)研究表明，ICH與死亡率增加和嚴重殘疾有關(guān)。ICH的發(fā)生會(huì )引發(fā)一系列事件，導致原發(fā)性和繼發(fā)性腦損傷，最終導致持續性神經(jīng)系統功能障礙。

最近的研究表明，干細胞移植已成為再生醫學(xué)領(lǐng)域治療出血性中風(fēng)的寶貴工具。相比之下，經(jīng)過(guò)基因改造的NSC比未經(jīng)改造的NSC表現出更高的治療潛力?；诖?，這些經(jīng)過(guò)基因改造的NSC是治療出血性中風(fēng)的極有希望的候選對象（表4）。

為了解決出血性中風(fēng)后的不良微環(huán)境，移植NSC中神經(jīng)營(yíng)養因子（如BDNF、VEGF、GDNF和各種生長(cháng)因子）以及存活信號分子的過(guò)度表達已被證明能有效改善惡劣環(huán)境，從而促進(jìn)細胞存活和神經(jīng)再生。例如，過(guò)表達Akt1的NSC在移植到紋狀體上皮時(shí)會(huì )廣泛遷移到海馬，這種基因改造顯著(zhù)提高了ICH后移植細胞的存活率。

同樣，與未經(jīng)基因改造的細胞相比，移植過(guò)表達GDNF的NSC可使移植后第二周至第五周的細胞存活率顯著(zhù)提高。重要的是，大多數移植的轉基因NSC會(huì )響應局部微環(huán)境的刺激而分化為神經(jīng)元或星形膠質(zhì)細胞。

基因修飾的神經(jīng)干細胞用于治療缺氧缺血性腦病

缺氧缺血性腦病 (HIE) 是一種因腦供氧不足而導致的腦損傷。新生兒期HIE的患病率明顯升高，15%-20%的患兒在新生兒早期死亡，而幸存者則有嚴重的神經(jīng)功能障礙，包括腦癱 (CP)、認知障礙、癲癇、視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)障礙、行為問(wèn)題、智力障礙和社會(huì )功能障礙。

最近，基于NSC的療法已顯示出對HIE的良好治療效果，因其具有增強內源性腦修復機制的潛力而受到廣泛關(guān)注。越來(lái)越多的動(dòng)物模型研究表明，移植NSC可抑制神經(jīng)炎癥損傷，促進(jìn)神經(jīng)元重塑，并顯著(zhù)增強缺氧缺血性損傷后的行為功能。值得注意的是，應用基因工程技術(shù)，可以有效改變特殊蛋白質(zhì)分子或表觀(guān)遺傳調控因子的表達，從而增強這些治療效果。

結論與展望

一、NSC/NPC基因改造的積極作用

NSC/NPC的基因改造能夠有意增強其增殖與存活能力，有效調節細胞分化途徑以及分泌組，這有利于供體細胞和宿主細胞在氧化應激、炎癥等不利條件下存活，并且有助于在如TBI、SCI、中風(fēng)等各類(lèi)損傷后創(chuàng )建內源性神經(jīng)再生微環(huán)境，整合基因與干細胞療法還有望克服單一治療方法的局限，為神經(jīng)損傷治療和功能恢復帶來(lái)更大益處。 

二、將基因改造的神經(jīng)干細胞療法轉化為臨床實(shí)踐面臨的挑戰

• 缺乏全面比較研究：在利用NSC/NPC進(jìn)行轉化和移植前，尚未針對來(lái)自各種干細胞來(lái)源的神經(jīng)干細胞前體細胞（NSPC）展開(kāi)全面且詳細的比較研究。 
• 胚胎組織來(lái)源的局限：當前對NSC的研究多聚焦于胚胎神經(jīng)組織來(lái)源，然而移植人類(lèi)胚胎組織來(lái)源的細胞無(wú)法解決倫理和道德約束等關(guān)鍵挑戰。 
• 腫瘤發(fā)生風(fēng)險：由于特定基因整合到基因組中可能致使增殖能力增強，所以對NSC進(jìn)行基因改造存在潛在的腫瘤發(fā)生風(fēng)險。 
• 缺乏全面指導方針：對于最佳移植時(shí)機、途徑、細胞給藥方法以及合適的細胞劑量，目前依舊缺少全面的研究以及統一的指導意見(jiàn)。 
• 臨床試驗不足：當下的研究主要側重于動(dòng)物實(shí)驗，臨床試驗數量不夠，因而難以確定轉基因NSC在人體中能否產(chǎn)生與移植后動(dòng)物模型體內所觀(guān)察到的相當的治療效果，該方法的安全性、有效性以及潛在副作用都有待進(jìn)一步深入研究。 

三、對神經(jīng)干細胞移植基因轉導治療的展望

盡管神經(jīng)干細胞移植基因轉導治療存在諸多固有挑戰，但其獨特優(yōu)勢和廣闊潛力已備受神經(jīng)再生領(lǐng)域研究人員關(guān)注。

鑒于神經(jīng)干細胞移植療法在臨床應用方面的研究進(jìn)展迅速，人們對轉基因細胞療法能夠成功轉化為臨床實(shí)踐抱有樂(lè )觀(guān)態(tài)度，而且還可以依據損傷根本原因、損傷特征以及個(gè)體患者情況來(lái)制定專(zhuān)門(mén)的神經(jīng)干細胞移植治療策略。

參考資料：[1]:Tang, X., Deng, P., Li, L. et al. Advances in genetically modified neural stem cell therapy for central nervous system injury and neurological diseases. Stem Cell Res Ther 15, 482 (2024). https://doi.org/10.1186/s13287-024-04089-1

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