老年性聋的神经干细胞移植治疗及其前景展望

任红苗 王宜南 陈继川 (第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所耳鼻喉科，重庆 400042)

老年性聋是指因年龄的增长，听觉器官随同身体其他组织器官一起所发生的缓慢进行性听觉性老化过程，并出现听力减退的生理现象。老年性聋是外周听觉神经系统和中枢神经系统联合降低衰变的结果，听力减退常从高频开始，逐渐向低频区扩展。老年性聋相关常规治疗效果不明显，而近年提出的神经干细胞移植治疗神经退行性疾病为老年性聋的治疗带来了新的曙光。

1 神经干细胞(NSCs)特性

NSCs最初是由Reynolds等〔1〕从成年小鼠纹状体分离培养成功的，具有不断分裂增殖的能力和分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞等多种分化潜能。McKay〔2〕将NSCs定义为具有分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞的能力，能自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。目前已明确，成年哺乳动物脑内的侧脑室脑室下区(SVZ)和海马结构(SGZ)的颗粒下区可产生大量的神经元〔3〕。NSCs具有 ①自我更新能力:原代培养24 h后出现干细胞克隆，第3天可见大小，数量不等，成聚集性生长的NSCs球，形态规则、细胞排列紧密、球体生长较快、折光性好。NSCs移植多采用第3次传代后的NSCs，随着传代次数的增多，NSCs活性逐渐降低。②多向分化潜能:NSCs有高度分化潜能;可诱导分化为神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞。③分泌多种细胞因子稳定周围微环境。④定向迁移能力:在神经系统发育过程中，神经干细胞沿着发育索方向定向迁移。移植后的NSCs受病变部位神经源性信号的影响，可以向病变部位迁移的趋化性，并在病变部位分化成特异性细胞。⑤具有对损伤和疾病的反应能力。当中枢神经系统受损以后，内源性NSCs可以被激活，开始机体的部分修复功能。⑥低免疫原性:NSCs是未分化的原始细胞，缺乏已分化细胞的抗原标志，不表达成熟细胞的抗原，具有低免疫原性，在移植后较少发生异体排斥反应，利于提高移植的成功率和疾病的治愈率。

NSCs的发现改变了以往中枢神经系统不能再生的传统观念，移植入宿主体内的NSCs能够向神经系统病变部位趋行、聚集，并能够存活、增殖、分化为神经元和胶质细胞，从而促进宿主缺失功能的部分恢复，为许多以前棘手的中枢神经系统疾病如神经退行性疾病和中枢神经系统损伤的治疗带来了曙光。

NSCs移植治疗已广泛应用于许多疾病的治疗〔4〕，目前在缺血性脑卒中〔5，6〕、帕金森病〔7，8〕、亨廷顿病〔9～11〕等神经退行性或损伤疾病的治疗方面已经取得了较大的进展，并已有相当成熟的移植技术。近来，又有学者将其应用于肠神经系统相关疾病〔12〕、共济失调性毛细血管扩张症〔13〕、脊髓损伤〔14〕、溶酶体贮积病(LSDS)〔15〕的治疗，并取得一定的疗效。

2 NSCs移植治疗老年性聋的机制

由于NSCs来源较广且分离方法已经成熟，NSCs治疗老年性聋的机制可归纳为以下几个方面:

2.1 替代和修复作用 老年性聋是临床常见病，发病机制复杂，是多环节、多因素共同作用的结果，其中内耳渐进性的螺旋神经节细胞的缺失是老年性聋的主要病因〔16〕。在Corti器中的毛细胞可提供多种营养因子以维持螺旋神经节细胞的存活，因此毛细胞的死亡往往进一步引起螺旋神经节细胞的退变和死亡，针对老年性聋的这一病理改变，近年来有不少学者NSCs移植入内耳治疗老年性聋，应用干细胞移植疗法治疗内耳疾病的关键在于产生新的毛细胞并恢复 Corti器的功能。Chen等〔17，18〕将有绿色荧光蛋白的胚胎干细胞移植入大鼠内耳，9 w后在发现大鼠蜗腹侧核发现移植入的NSCs，Ito等〔19〕将大鼠海马来源的NSCs新生大鼠内耳后4 w，部分存活的NSCs迁移至耳蜗毛细胞表面，形态上与内、外毛细胞相似，并表达毛细胞的标志物Phalloidin，结果显示来源于移植NSCs的新生细胞在耳蜗内已存活，并且在听觉上皮细胞中掺合着一些被移植进来的细胞。

NSCs具有多向分化潜能，将NSCs移植到耳蜗来替代发生凋亡和继发性退行性变的毛细胞和螺旋神经节细胞，同时促进内源性NSCs的增殖，从而达到修复的目的。

2.2 载体作用 一方面将某些基因转染NSCs，使其在移植部位表达，改善局部微环境，维持细胞生存和增殖。另一方面，通过基因修饰，使移植的干细胞可以产生某种特殊蛋白，从而达到治疗老年性聋的目的。Han等〔20〕将Atoh1基因转染NSCs后将其移植到豚鼠耳蜗后证实移植细胞在活体耳蜗内存活分化为毛细胞，在一定程度上恢复豚鼠的部分听力。

2.3 减少细胞凋亡，稳定周围微环境(神经保护和营养作用)有研究表明NSCs分泌的LIF因子通过LIF/JAK/STAT通路促进Corti来源的HEI-OC1细胞系和耳蜗主要细胞尤其是毛细胞等的生存及分化，可见NSCs不仅可以在移植位点释放多种神经营养因子，而且它还可以促进组织本身的营养因子的分泌，发挥保护和营养的作用〔18，21，22〕。

2.4 促进病变区域血管的重塑。近年来有大量研究表明耳蜗微循环障碍与老年性聋密切相关:Ohlemiller等〔23，24〕证实耳蜗毛细血管通透性及变异度的变化与老年性聋的发生密切相关。循证医学相关研究已将心血管疾病的危险因素与老年性聋的发生相联系〔25，26〕。耳蜗细胞尤其是毛细胞对耳蜗微循环障碍引起的缺血缺氧极其敏感，因此有学者将NSCs移植治疗应用于神经性老年性聋的治疗，力图修复已经发生退行性变的听神经纤维改善局部微循环状况从而提高老年患者的听力状况〔17〕。

3 问题及展望

3.1 问题 移植NSCs是如何对受损或退行性变组织进行修复的，即干细胞的增殖、分化、迁移机制及与周围组织的融合的调控机制目前尚不十分清楚，有关其相应的修复机制有以下几种说法:大多数学者认为是移植的NSCs在病变组织直接分化成成熟的细胞表型而替代了原来的组织。但是随着对急性缺血性脑卒中和脑损伤的研究的深入，这种说法在并不能解释为何干细胞移植后只有相当一小部分分化的干细胞能改善相应神经学症状，这其中包括一些必需的突触的形成及其神经细胞之间的相互联系的建立。于是又有人提出损伤或退变组织在移植治疗后功能的提高可能是由于一些已知或未知的被干细胞沉默的分化因子的作用〔27〕，Chen等〔17〕对干细胞相关沉默因子作用进行了较为详细的阐述。此外还有另外一种解释就是干细胞通过为再生组织提供细胞骨架而间接提高病变组织的可塑性。

关于干细胞移植治疗的一个普遍存在的问题就是移植后的干细胞存活率的问题。首要注意的就是保证移植前后干细胞分化的最大异型性。基于Aleksandrova等〔28〕的实验结果，在未使用免疫抑制剂的情况下，移植后的干细胞在移植部位存活少于20 d。最近有报道移植干细胞在不使用免疫抑制剂的情况下可存活28 d，这可能是由于NSCs自身免疫原性较低〔29〕，抑或是由于移植部位的炎症反应降低了干细胞的存活率。针对干细胞移植部位的炎症反应对干细胞存活率的影响，Saino等〔30〕指出CD25+T淋巴细胞促进神经元形成而CD4+T淋巴细胞抑制神经元形成。

干细胞治疗后，移植对象的病变部位形态尤其是功能的恢复的程度等都是需要攻克的难题。虽然NSCs治疗可望在老年性聋的治疗中取得较好的疗效，但目前研究确实非常少见，其具体方法和治疗效果尚需进一步探讨。NSCs能否依据其固有的生物学特性进行分化确实促进耳蜗、听神经和听觉中枢功能的恢复尚未可知。

另外，NSCs移植应用于临床治疗老年性聋甚至是其他神经退行性疾病则涉及政治和伦理学问题。因为干细胞常从人类早期胚胎获得，因此干细胞技术处于伦理学的困境，其中最主要的原因就是这一治疗在造福患者的同时破坏人类胚胎。

3.2 展望 随着干细胞分离培养、体外扩增等技术的日臻完善，NSCs的研究已逐渐从基础研究走向临床应用。

成年后中枢神经系统内终身存在NSCs〔31〕，但受其绝对数量和局部微环境所限，其修复作用有限。因此通过移植NSCs替代随年龄增长而发生退行性变的神经细胞以修复神经系统的功能成为治疗的关键。

NSCs已具备了成为理想神经移植供体条件，将为脑组织移植治疗神经退行性疾病提供大量、可靠、方便的供体源，故可将NSCs视为中枢神经系统移植和替代治疗的理想材料，采用外源性NSCs及其相关辅助物质〔32〕和神经营养因子基因修饰的NSCs移植治疗神经退行性变已被公认具有很好的治疗前景。

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