神经为何难再生
发布时间:2015-03-19
发布人:
健康报
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外伤、肿瘤等多种疾病都可能导致患者周围神经受损,并由此留下终身残疾。其实,受损伤神经天然就具有再生能力,然而这个能力在临床中却往往不足以帮助患者摆脱残疾的噩梦。如何激发神经的再生修复能力,已成为世界各国神经科学家共同努力的方向。 ---
周围神经损伤是临床常见的致残性疾病,与中枢神经系统相比,周围神经结构较简单,也比较容易再生,随着显微外科设备和技术的发展,周围神经损伤的临床治疗效果不断提高。对缺损间隙较短者,可直接精细缝合或小间隙套管修复;缺损距离较长时,则需采用神经组织移植或神经导管桥接。由于自体神经移植供体的不足和当前临床用神经导管的局限,对于长段、粗大神经缺损以及多发性神经损伤的治疗,仍具很大挑战,因为要想让神经更好地再生,需要为它提供很苛刻的条件。
神经再生 需要开辟“单间”
很早以前,人们就已发现神经再生需要有自己的“单间”,即一段独立的神经导管,为神经再生提供空间,也避免周围瘢痕组织侵入。然而问题是,这个“单间”拿什么做,要怎样做?
神经导管又称神经再生室,是用于修复神经缺损的载体。寻找、发明和组合各种能用于修复的组织材料,制备生物活性导管,构建组织工程化神经是近年的研究热点。在早期,人们尝试过各种导管材料,从动脉、静脉到硅胶材料,但应用中却发现它们要么无法根据神经粗细调节管径,要么长期遗留在患者体内,压迫神经,需要重新手术取出导管。如今,组织工程化神经为提高长段、粗大周围神经缺损的修复带来了新的希望。
根据他人的经验,我们选择壳聚糖制成了可降解高分子导管。壳聚糖,可以在体内降解为单糖,是一种良好的修复材料,对神经细胞基本无毒害作用。近年来,有许多关于壳聚糖神经导管修复神经损伤的应用报道,研究方向由早期的使用单一材料的导管修复神经缺损,逐渐发展到使用复合型导管。
至于可吸收,应该说这是一个很有趣的研究方向。目前研究显示,实验动物山羊的周围神经生长大约需要一年到一年半,这期间神经导管的结构需要维持足够长的时间,以允许纤维蛋白基质的形成,来连接缺损神经近端和远端神经残端。一旦最初的纤维蛋白基质形成,神经支架应在合理时间内降解。否则,神经再生可能延迟,塌陷挤压导管管腔,引起神经外层纤维化,从而妨碍神经再生和成熟。
神经再生 需要借助“外力”
理想的导管并不是唯一可以帮助神经修复的条件,目前认为,要想提高修复神经的长度、直径以及再生速度,需要积极探索具有生物活性的新型导管,例如与各类种子细胞复合,形成组织工程化人工神经。
骨髓单个核细胞具有高度自我更新能力,在一定条件下可自我复制;并具有多向分化潜能,可以分化成多种细胞。对于神经修复而言,这种细胞最大优点还在于方便自体移植,可分泌多种细胞因子、营养因子,促进轴突再髓鞘化以及抑制神经元凋亡等。因而,骨髓单个核细胞早已被用于大鼠、兔、犬、猴等动物模型的周围神经缺损修复实验,并获得很多成果。
不过,常用的实验动物(包括猴,其神经也比人类细得多)毕竟与人体存在着很大差距,尤其是很多实验选用小型动物,自体骨髓单个核细胞取材过程就会造成动物死亡,因而它到底对神经再生有着怎样的促进作用很难推测。由此我们尝试应用大型哺乳动物——山羊进行研究,采集其自己的骨髓,并希望以此提高研究的临床转化可能。
幸运的是,经过一系列研究,我们最终证实壳聚糖导管 + 自体骨髓单个核细胞,构建的组织工程化人工神经,可以修复山羊腓总神经缺损 30 mm,效果与自体神经移植相似:动物行为学改善接近正常状态;再生神经的传导速度与自体神经移植组相比,无显著性差异;新生神经纤维直径较正常细,髓鞘较正常为薄,密度增大,但再生轴索贯通桥接物全长。而生理盐水对照组未见神经明显再生修复,与骨髓单个核细胞组和自体神经移植组相比具有显著差异。
(作者:清华大学第二附属医院神经外科)
周围神经损伤是临床常见的致残性疾病,与中枢神经系统相比,周围神经结构较简单,也比较容易再生,随着显微外科设备和技术的发展,周围神经损伤的临床治疗效果不断提高。对缺损间隙较短者,可直接精细缝合或小间隙套管修复;缺损距离较长时,则需采用神经组织移植或神经导管桥接。由于自体神经移植供体的不足和当前临床用神经导管的局限,对于长段、粗大神经缺损以及多发性神经损伤的治疗,仍具很大挑战,因为要想让神经更好地再生,需要为它提供很苛刻的条件。
神经再生 需要开辟“单间”
很早以前,人们就已发现神经再生需要有自己的“单间”,即一段独立的神经导管,为神经再生提供空间,也避免周围瘢痕组织侵入。然而问题是,这个“单间”拿什么做,要怎样做?
神经导管又称神经再生室,是用于修复神经缺损的载体。寻找、发明和组合各种能用于修复的组织材料,制备生物活性导管,构建组织工程化神经是近年的研究热点。在早期,人们尝试过各种导管材料,从动脉、静脉到硅胶材料,但应用中却发现它们要么无法根据神经粗细调节管径,要么长期遗留在患者体内,压迫神经,需要重新手术取出导管。如今,组织工程化神经为提高长段、粗大周围神经缺损的修复带来了新的希望。
根据他人的经验,我们选择壳聚糖制成了可降解高分子导管。壳聚糖,可以在体内降解为单糖,是一种良好的修复材料,对神经细胞基本无毒害作用。近年来,有许多关于壳聚糖神经导管修复神经损伤的应用报道,研究方向由早期的使用单一材料的导管修复神经缺损,逐渐发展到使用复合型导管。
至于可吸收,应该说这是一个很有趣的研究方向。目前研究显示,实验动物山羊的周围神经生长大约需要一年到一年半,这期间神经导管的结构需要维持足够长的时间,以允许纤维蛋白基质的形成,来连接缺损神经近端和远端神经残端。一旦最初的纤维蛋白基质形成,神经支架应在合理时间内降解。否则,神经再生可能延迟,塌陷挤压导管管腔,引起神经外层纤维化,从而妨碍神经再生和成熟。
神经再生 需要借助“外力”
理想的导管并不是唯一可以帮助神经修复的条件,目前认为,要想提高修复神经的长度、直径以及再生速度,需要积极探索具有生物活性的新型导管,例如与各类种子细胞复合,形成组织工程化人工神经。
骨髓单个核细胞具有高度自我更新能力,在一定条件下可自我复制;并具有多向分化潜能,可以分化成多种细胞。对于神经修复而言,这种细胞最大优点还在于方便自体移植,可分泌多种细胞因子、营养因子,促进轴突再髓鞘化以及抑制神经元凋亡等。因而,骨髓单个核细胞早已被用于大鼠、兔、犬、猴等动物模型的周围神经缺损修复实验,并获得很多成果。
不过,常用的实验动物(包括猴,其神经也比人类细得多)毕竟与人体存在着很大差距,尤其是很多实验选用小型动物,自体骨髓单个核细胞取材过程就会造成动物死亡,因而它到底对神经再生有着怎样的促进作用很难推测。由此我们尝试应用大型哺乳动物——山羊进行研究,采集其自己的骨髓,并希望以此提高研究的临床转化可能。
幸运的是,经过一系列研究,我们最终证实壳聚糖导管 + 自体骨髓单个核细胞,构建的组织工程化人工神经,可以修复山羊腓总神经缺损 30 mm,效果与自体神经移植相似:动物行为学改善接近正常状态;再生神经的传导速度与自体神经移植组相比,无显著性差异;新生神经纤维直径较正常细,髓鞘较正常为薄,密度增大,但再生轴索贯通桥接物全长。而生理盐水对照组未见神经明显再生修复,与骨髓单个核细胞组和自体神经移植组相比具有显著差异。
(作者:清华大学第二附属医院神经外科)