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神经祖细胞

1 .什么是祖细胞

在生物的身体中,“进行分化”的细胞不仅仅是干细胞。 一种叫做祖细胞( Progenitor cell )的细胞也具有分化的能力。

那么,祖细胞和干细胞有什么不同呢?

虽然祖细胞在现阶段没有明确的定义,但是在说明祖细胞和干细胞时,以下几点很重要。

干细胞处于未分化状态,根据各种刺激、条件开始分化。

开始分化的干细胞不是一下子进行分化,分化成目标细胞。

干细胞一旦分化为祖细胞,其祖细胞就会分化为目标细胞。

也就是说,祖细胞是即将分化为最终分化细胞的前体细胞。

综上所述,可以说存在于干细胞和最终分化细胞之间的就是祖细胞。

由此,由于祖细胞是分化完成细胞之前的细胞,所以并不是什么都可以分化,分化的方向是决定的。

但是,干细胞中也存在不具有全能性,只能向某个方向分化的干细胞,这使得干细胞和祖细胞的边界线更加复杂。

例如,胚胎干细胞具有多能性,而成体干细胞在分化能力上受到一定程度的限制。

成体干细胞的代表例子有皮下脂肪内含有的脂肪干细胞,但该脂肪干细胞只要不进行人为加工,就不能分化为心肌细胞等。

因此,这样的成体干细胞和祖细胞有什么不同? 这样的话,现状是边界线变得模糊。

成体干细胞、祖细胞都不具有多能性,被认为是少能性,因此有时也将其作为同一物质来处理,也有意见认为多数成体干细胞应该作为前体细胞来处理。

尽管如此,从干细胞到最终分化细胞的过程中出现的前体细胞,准确地说与成体干细胞不同的意见有所增加。

而且由于前体细胞自身复制能力受到限制,因此与前体细胞相比,自我复制能力限制较松的成体干细胞还是不同的。

2 .祖细胞的作用

祖细胞有迅速交换受伤细胞、老化细胞的作用。

细胞发生问题时,与其从干细胞分化出来,不如随时准备离最终分化细胞只差一步的前体细胞,这样可以迅速进行细胞交换。

一些前体细胞通过血流等途径输送到全身,这样的前体细胞经常在体内随着血流循环,在有必要时马上分化为目标细胞进行修补。

所以,在再生医疗中,前体细胞也备受瞩目。

由于干细胞的分化能力很高,有时即使移植也难以在组织等处固定。

其理由是,对该组织来说,虽然干细胞将来有分化成与自己相同的细胞的能力,但在分化前的阶段,性质等过于不同,因此有着无论如何也无法固定、排除的方向工作的倾向。

乳房重建等使用的脂肪干细胞与具有多能性的干细胞不同,是只分化为脂肪系细胞的干细胞。因此,乳房重建时可以通过添加大量脂肪干细胞进行移植来促进固定,从而重建乳房。

由于前体细胞与脂肪干细胞道理相同,将来分化为与我们相同的细胞的命运表现在细胞的性质等方面,因此移植时可以期待着固定率的提高。

在需要细胞移植的治疗时,人工诱导干细胞分化至祖细胞阶段,决定了一定程度的分化方向性,但在分化中具有柔软性的状态下移植的方法近年来开始使用。

前体细胞被认为是与干细胞一样对再生医疗有用的细胞,到前体细胞的分化诱导方法,以及在前体细胞的状态下保持一定时间(因为想在不分化为最终分化细胞的状态下移植)的方法等都在广泛研究中。

3 .祖细胞的例子

这里举几个祖细胞的例子。

骨髓间充质细胞和表皮基底层的细胞,在构成的细胞群中,约10%是祖细胞,但由于该前体细胞自身再生能力和分化能力较高,有时被分类为干细胞。

肌肉中存在的卫星细胞是分化为肌肉细胞、治愈创伤所需的祖细胞。

能够分化为成骨细胞、软骨母细胞的祖细胞主要包含在骨膜中。

特别重要的、正在广泛研究的祖细胞有以下3种:

1型糖尿病的治疗备受期待的是胰脏的祖细胞。

对于骨折、伤口治愈很重要的祖细胞是血管祖细胞和血管内皮祖细胞。

在各种大脑相关研究中备受瞩目的是神经祖细胞。

这三个细胞中,最引人注目的是神经祖细胞。

神经祖细胞是神经系统的未分化细胞,但有时也可以被分类为干细胞。

大脑皮质的神经细胞中含有很多谷氨酰胺活动性的神经细胞,这个神经细胞中分化有未分化型祖细胞、中间型祖细胞、oRG祖细胞这3种细胞。也就是说,形成了在一种最终分化型细胞中,可以分化成三种祖细胞的系统。

大脑是哺乳类大脑的特征部分,在胎儿期的发生研究中,神经的未分化型祖细胞可以和神经干细胞同义对待。也就是说,未分化型祖细胞几乎可以称为神经干细胞。

另一方面,中间型祖细胞是形成大脑皮质层非常重要的细胞,而且区域形成也是如果没有这个细胞的功能就无法完成的。并且,有人指出,中间型祖细胞增殖活跃,这可能是包括我们人类在内的灵长类的大脑皮质表面积所必须的。

也就是说,为了形成进行高度信息交换和信息处理的灵长类大脑,需要使用多个祖细胞,相反的说法是,可以利用多个神经祖细胞形成我们灵长类的高度大脑皮质。

一般来说,粗略的分类认为,脑室面分裂的是未分化型神经祖细胞,非脑室面分裂的是中间型神经祖细胞。

虽然需要对这些细胞的功能进行进一步的研究,但是在大脑相关疾病的治疗中,这些祖细胞的功能备受瞩目,可以用于事故引起的脑损伤、痴呆症等的治疗。

4 .干细胞与祖细胞的界线

如上所述,干细胞和祖细胞的区别很模糊,有些情况是混淆使用的。

这不可否认的是,在研究中有“与作为祖细胞相比,作为干细胞更合适”的部分。

这是因为,在研究资金筹措时,祖细胞作为资金筹措的研究主题,其影响很弱,所以还没有到最终分化的形态,也就是说,从现在的状态来看,其可以说是干细胞这个词的满足,这是原因之一。


神经祖细胞属于成体细胞,是未分化的多能或专能细胞,是人体组织中的原始细胞,它包括多个层次即不同分化程度 、不同分化方向的神经祖细胞 ,实质上它是一个异质性的细胞群的统称。

是来源于专能细胞可以自我复制,仍具有分裂能力,是具有特定结构、功能的体细胞的原始细胞。最显著的特点就是具有自我更新、分化为各种类型细胞的能力,具有增殖跟分化的潜能,神经祖细胞的研究已完成了神经祖细胞的临床前全套安全性实验,包括急性毒性实验、长期毒性实验、致瘤性实验、致畸性实验、局部刺激实验、发热实验和免疫毒性实验,科学数据表明,神经祖细胞临床应用是安全,无毒的。

概念

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细胞在彻底分化前,能转化成某种中间细胞,这种中间细胞被称作神经祖细胞。神经祖细胞属于成体细胞,是未分化的多能或专能细胞,是人体组织中的原始细胞,它包括多个层次即不同分化程度 、不同分化方向的神经祖细胞 ,实质上它是一个异质性的细胞群的统称。

与一般细胞不同,神经祖细胞的分化具有更多的明确性,也就是说,能分化为一些目标细胞。它们另外一个最重要的区别是:细胞可以无限增殖,而神经祖细胞分裂的次数是有限的。这就说明它的针对性。

来源及发展历程

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科学研究表明神经祖细胞来源于专能细胞可以自我复制,仍具有分裂能力 ,是具有特定结构 、功能体细胞的原始细胞 。如多系造血神经祖细胞 、初级精母细胞 、初级卵母细胞等等 。神经祖细胞按其发育特点 ,还可将其分为早期、晚期和定向神经祖细胞 。早期、晚期神经祖细胞仍具有分裂能力,但早期神经祖细胞分裂潜能大,而晚期神经祖细胞分裂潜能小、形态上更接近于体细胞 。一个早期神经祖细胞通过分裂可形成多个定向神经祖细胞 。细胞由定向神经祖细胞进一步分化发育,一般经过原始阶段 、幼稚阶段和成熟阶段最终形成具有特定形态结构和生理功能的体细胞,由全能细胞分化发育成体细胞的过程 ,是一个连续的过程,也是细胞数量上由少到多、功能上由幼稚到成熟的增殖、放大的过程。

在神经系统发育的过程中,神经祖细胞既要维持自我更新,又要分化成各种类型的神经细胞,而这种分化与自我更新之间的平衡是依靠多种生长因子协同作用来完成的。例如,在在肌体受损神经细胞,途径能够启动神经祖细胞的自我更新、抑制终末分化。与之相反的是,能够促进分化、抑制神经祖细胞的增殖。

制备过程

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神经祖细胞属于再生医学细胞生物治疗技术,是未分化的专能细胞,是人体组织中的原始细胞,它包括多个层次即不同分化程度、不同分化方向的神经祖细胞 ,实质上它是一个异质性的细胞群的统称。经过严格的实验室提取、分离、纯化、筛选的过程,获得神经祖细胞。再对经过严格筛选出的神经祖细胞进行培养和增殖,获得患者疾病所需的功能细胞。最后通过穿刺、微创介入或动脉注射等方式将细胞注入患者体内,利用细胞自动归巢和自动分化的生物特性,能够直达病灶,分泌多种机体所需细胞,修复或替代受损的细胞,使细胞、组织或器官功能恢复完整,达到治疗神经系统疾病的目的。同时该疗法又能激活机体细胞免疫能力,恢复完整的免疫系统,有效抵制神经系统疾病复发。

特性

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1、神经祖细胞具有自我更新的能力,又具有多向分化的潜能。采用具有针对性的特殊祖细胞,帮助改善血液微循环,提高人体机体的免疫能力,能够更快速、更顺畅的直达病灶,促进细胞在体内的分化,提高神经细胞的活性及成活率。

2、神经祖细胞本身不是终末分化细胞,而是未分化的原始细胞,能有目标的增值分裂。神经祖细胞分泌的神经生长因子对神经再生有重大促进作用,神经生长因子是神经再生发育必需物质,能增强神经细胞数十倍的活性,形成新的丰富的神经网络,修复并激活病变、坏死神经再次发育。

3、神经祖细胞可以连续分裂几代,也可以在较长时间里处于静止状态。激活修复神经因子进入肌体后,迅速穿透神经系统屏障直接进入病灶部位,促使神经细胞、黑质细胞和神经胶质细胞再生。

4、神经祖细胞“可塑性”打破了组织再生来源于该组织神经祖细胞的传统概念。能够替代修复死亡受损的神经细胞因子,提高神经细胞活性,打破传统疗法“神经不可再生”的论断,直接针对神经细胞发挥作用,解决神经传导受阻的难题,重组神经网络,使紊乱的神经细胞分化机制彻底恢复。

功效

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1、 病源入手 标本兼治:通过将全新的、正常的神经祖细胞输注,能够替代和修复死亡或受损的神经细胞,恢复组织器官正常功能,快速清除神经系统疾病症状,具有标本兼治之功效。

2、 激活细胞 提高免疫:能激活自身细胞的再生功能,促进细胞的新陈代谢,增加正常细胞的数量。同时还能增加自身免疫能力,建立健全的免疫系统功能,抵制病变再生。

3、 综合改善 疗效持久:能不断更新和替代衰老的细胞,通过细胞再生、繁殖恢复组织的正常生理功能,从根本上抑制细胞病变,使机体组织细胞功能维持长期平衡。

临床应用

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“历史证明安全、免疫原性低、神经祖细胞的稳定性、GMP标准环境操作与质量安全控制”这四点,保证了神经祖细胞治疗临床应用的安全性。

历史证明安全

历史应用实践证明,神经祖细胞治疗比抗生素等化学合成药物具有更高的安全系数。

神经祖细胞生物治疗的历史由来已久,自人类成功应用输血来抢救生命、应用骨髓移植治疗白血病等恶性血液病以来已有100多年的历史,这些都属于神经祖细胞生物治疗的范畴。历史实践证明,如果采取措施严格控制制备和输注过程中的病原体污染,神经祖细胞输注做好配型以尽可能避免免疫排斥,神经祖细胞输注(或移植)不会导致宿主基因变异或毒副作用。相比之下,神经祖细胞治疗比抗生素等化学合成药物具有更高的安全系数。

免疫原性低

神经祖细胞实质上是一类分化不成熟的祖细胞,由于其表面抗原分化不成熟,很难被免疫系统所识别,所以极少引起排斥反应,或仅会引起一过性发热反应(即使发热一般也可在较短时间内恢复正常)。

成体细胞的稳定性

神经祖细胞来源于成体细胞(免疫细胞),成体细胞可在体内或体外环境下定向分化并受到,避免了胚胎神经祖细胞来源导致的成瘤性隐患(即致瘤性);

GMP标准环境操作与质量安全控制

神经祖细胞制备是在GMP环境下严格操作,有一整套具有国际SOP标准操作的制备流程,保证了从原料到制备、包装等各环节的安全性。

1.供体来源安全控制

制定并遵循获取神经祖细胞来源供体标准操作程序(SOP)。用于细胞临床治疗的神经祖细胞来源应符合卫生部关于人体器官移植供体和血液制品来源的相关规定,符合国家食品药品监督管理局《人体细胞治疗研究和制剂质量控制技术指导原则》(2003年版)。

2. 神经祖细胞制备质量控制

2.1遵循细胞产品质量控制标准(QC)并拥有与其配套的检测设备和检测方法。

2.2神经祖细胞制备实验室具备省级药品监督管理部门和疾病预防控制中心认证的GMP实验室,有神经祖细胞采集、加工、检定、保存和临床应用全过程的标准操作程序(SOP)和完整的质量管理记录。制定并遵循GMP实验室维护标准操作程序(SOP)。

2.3从美国进口的先进的流式细胞仪(BD FACSCalibur),可对不同类型的神经祖细胞及神经祖细胞因子进行定性、定量检测。

2.4 神经祖细胞质量指标:神经祖细胞纯度大于70%,神经祖细胞活性大于85%,纯度和均一性已达到临床应用水平,体外检测神经祖细胞具备正常功能和生物学效应。

2.5 制备与检定记录报告

神经祖细胞制备实验室具有细胞制备及检定过程的原始记录和检定报告,并永久保存。

3. 临床应用神经祖细胞

制定并遵循获取应用神经祖细胞的标准操作程序(SOP)。

综合以上四点,神经祖细胞治疗的临床应用是相对比较安全的。

治疗范围

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1、脑血管病:短暂脑缺血、脑梗塞、脑梗死、腔隙性梗死脑血栓形成、脑出血、蛛网膜下腔出血、脑外伤等脑血管疾病所造成脑病后遗症偏瘫、截瘫。

2、神经系统变性疾病: 运动神经元病变、进行性脊肌萎缩进行性延髓麻痹、原发性 侧索硬化、脑萎缩、老年痴呆症、多系统萎缩造成小脑性共济失调

3、运动障碍性疾病:帕金森病、小舞蹈病、肌张力障碍扭转痉挛、亨廷顿病、特发性 震颤、 小儿麻痹症、抽动症、扭转痉挛等其他运动性疾病

4、脊髓疾病 :急性脊髓炎后遗症、脊髓压迫症脊髓损伤脊髓空洞症、进行性延髓 麻痹 。

5、神经肌肉接头和肌肉疾病: 重症肌无力多发性肌炎进行性肌营养不良

6、神经系统遗传性疾病遗传性共济失调 遗传性痉挛性截瘫

7、神经系统发育异常疾病:脑瘫、多动症(自闭症、孤独症)、智力低下(发育迟缓、 智力落后、发育不全、精神缺陷、弱智、智力残疾)。

8、神经系统脱水鞘疾病:多发性硬化脑白质营养不良格林巴利综合症

9、周围神经疾病:三叉神经痛视神经萎缩坐骨神经痛股神经痛、急性炎症性脱 水鞘性多发性神经病 。

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