本文摘自人民卫生出版社出版的《脑胶质瘤基础与临床研究》，作者刘福生、金贵善；《神外前沿》发布此文，已获出版社书面授权及作者本人许可。
第九章：脑胶质瘤的干细胞治疗第二节不同类型干细胞载体
一、神经干细胞
神经干细胞(NSCs)被认为是神经系统中最原始的细胞.具有自我更新能力.可以分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞三种神经系统的组成细胞.在成年啮齿动物的大脑内.NSCs主要位于两个区域:侧脑室周边的室管膜下区和海马的齿状回.在体外培养中NSCs聚集成神经球样结构悬浮生长.
NSCs作为治疗载体优势有如下几点:1能够长期稳定地表达外源性基因.2转率高.3容易获得.可在体外长期培养、扩增.4具有多向分化潜能.能与正常脑组织整合.5在脑实质内迁移能力强并可以弥散到较远的距离.6免疫排斥反应小无毒副作用.故NSCs可作为运送治疗基因的理想载体.应用于胶质瘤的基因治疗.
有学者用荧光基因标记NSCs.而后将其植入带有胶质瘤细胞的小鼠对侧大脑半球.通过连续生物荧光成像技术.观察到NSCs向肿瘤部位迁移.从而证实了NSCs具有向病变部位迁移的能力.Aboody()等将一个肿瘤趋向性迁移的永生性鼠NSC细胞系C.移植入距实验性胶质瘤一定距离的区域.随后发现永生性的鼠或人神经干细胞系和原代的NSCs具有肿瘤趋向性和向胶质瘤传递抗肿瘤物质的能力.目前研究表明.NSCs能穿过正常脑组织从远距离到达肿瘤病变区.但具体的迁移机制目前尚未完全阐明.Aboody等学者认为可能是肿瘤细胞本身释放的或被肿瘤细胞破坏组织释放的因子有着吸引NSCs的能力.多种细胞因子可能参与了细胞的迁移过程.此外.Aboody等在实验中发现NSCs能在体内稳定表达外源性基因产物.正是由于NSCs这种对胶质瘤细胞趋向性同时能稳定表达外源性基因产物.使它成为胶质瘤基因治疗的一种理想的载体.同时NSCs有分化成神经元及神经胶质的潜力.将携带有外源性基因的NSCs用于治疗目的.有望获得细胞移植和基因治疗的双重效果.有着十分喜人的应用前景.
一个具有良好特性的NSC细胞系可以在体外培养和扩增.获得大量的细胞用于短期内移植.相比之下.尽管从成年人的大脑组织中可以获得自体性神经前体细胞.但是这可能需要更长的时间来扩增、修饰和特性化以适宜移植入胶质瘤患者体内.此外.在脑内嫁接永生性NSCs细胞系涉及两个主要问题:免疫原性和致瘤性.免疫原性意味着机体的免疫系统可能攻击和中和嫁接的非自体细胞.这可能损害NSCs的存活和迁移到浸润性肿瘤区域.影响NSCs的疗效.永生性NSCs携带原癌基因.如vˉmyc.在移植入肿瘤组织后可能转换和发展为继发性恶性肿瘤.已有学者报道.一部分NSCs在移植或注射到胶质瘤中能持续的增殖.此外.脑内的神经祖细胞在生长因子和肿瘤微环境的作用下.可能发生恶性病变和促进胶质瘤的进展.Kosztowski()等详细描述了脑肿瘤形成的三种模式(如图9ˉ1).A:正常成人NSCs被募集到肿瘤组织中.促进肿瘤基质细胞再生.B:NSCs发生恶性转变为脑肿瘤干细胞.C:正常脑细胞发生基因突变.随时间积累而转变成肿瘤干细胞.以上三点对于在长期生长的肿瘤体内移植和扩增NSCs是否可能形成肿瘤物质至关重要.目前有一种方法能够避免这种情况的发生.通过基因工程修饰使NSCs携带一个“自杀”基因.如单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSVˉtk).通过此方式.可以在任何时候消除肿瘤组织内的NSCs.Liu()等利用病毒蛋白22(viralstructuralproteins22.VP22)具有在细胞间扩散作用的特性.以及VP22介导的自杀基因产物可明显增强细胞杀伤效应的特性.通过基因工程技术将VP22基因和具有杀伤效应的胞嘧啶脱氨酶(cytosinedeaminase.CD)基因融合.利用慢病毒载体导入到NSCs中.研究其对胶质瘤的疗效.发现CD基因的导入.可以导致NSCs在分化增殖过程中的“自我毁灭”.一定程度上控制了NSCs的增殖.同时.由于穿梭蛋白VP22的导入.使这一作用有所加强.更加提高了NSCs应用的安全性.提高抗肿瘤效应.
二、间充质干细胞
间充质干细胞(MSCs)也称为多潜能间充质细胞.是一种非造血干细胞.MSCs被认为是骨髓基质的前体细胞.它们至少可以分化为成软骨细胞、脂肪细胞和造骨细胞.MSCs通常在体外培养中是贴壁生长.具有分化能力和表达包括CD73、CD90、CD、CD、CD和STROˉ1等表面标记物.而不表达造血干细胞标记物如CD34和CD45.
在实验性胶质瘤动物模型中.颅内移植或注射大鼠、小鼠和人源性MSCs.已经证实MSCs具有肿瘤趋向性.并能传递一些治疗性物质从而增加胶质瘤荷瘤动物的生存时间.然而.大鼠MSCs移植入正常脑组织中缺乏远处转移的能力.不能到达荷瘤鼠的胶质瘤组织中.相比之下.瘤内移植的大鼠MSCs直接进入荷瘤鼠胶质瘤组织中.进而迁移到大部分肿瘤浸润性扩展区和小部分远处的肿瘤微卫星灶.瘤内移植的MSCs在肿瘤中特异性分布将有利于向肿瘤组织运输细胞毒性物质而对正常脑组织无毒性.
MSCs因其易于通过骨髓穿刺获得.随后在体外培养和扩增.并能用于自体移植.使其成为一种有前景的细胞治疗候选者.自体MSCs移植可以避免移植物排斥反应.但是与移植一个简单可用的具有良好特性的细胞系相比.MSCs的扩增、修饰和特性化将会延误其治疗.此外.MSCs在肿瘤基因治疗的应用也备受治白癜风最佳医院选择白殿危害
