嗅鞘細(xì)胞介紹

1、.嗅鞘細(xì)胞簡介嗅鞘細(xì)胞是目前所發(fā)現(xiàn)的極少數(shù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以再生的細(xì)胞之一。其特點為終身具有神經(jīng)再生功能,還能夠釋放多種神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)粘附分子,被認(rèn)為是髓鞘化能力最強的膠質(zhì)細(xì)胞。逐漸用于治療脊髓損傷。嗅鞘細(xì)胞與膠質(zhì)細(xì)胞、許旺細(xì)胞在表現(xiàn)型上有共同點，它們都能促進軸突的再生，主要區(qū)別在于嗅鞘細(xì)胞不但存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，也存在于外周神經(jīng)中。嗅黏膜中的神經(jīng)元是唯一生后才生長并在成年時繼續(xù)分化的神經(jīng)元，壽命為412周，隨著新細(xì)胞的生長，又建立了新的神經(jīng)支配關(guān)系。嗅鞘細(xì)胞存在于嗅神經(jīng)及嗅球的神經(jīng)層上，沿嗅神經(jīng)的全長，從周圍神經(jīng)系統(tǒng)到中樞神經(jīng)分布。分化來源OECs和嗅上皮均來源于嗅基板，而嗅球與其它中樞神

2、經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均起源于神經(jīng)管，因此在胚胎發(fā)育過程中嗅上皮與嗅球發(fā)育是兩種不同的方向，原始嗅覺神經(jīng)元伴隨大量基板細(xì)胞從嗅上皮傳出軸突向端腦泡方向遷移，其中嗅鞘細(xì)胞引導(dǎo)嗅神經(jīng)軸突到達(dá)端腦泡，這些細(xì)胞形成早期的嗅球，接著嗅球發(fā)生外翻，遷移細(xì)胞覆在其表面形成一薄層，接著它們穿透膠質(zhì)界膜引導(dǎo)形成嗅神經(jīng)層和小球?qū)?，成為覆蓋在嗅球表面新的膠質(zhì)界膜，不同于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和其它組織的是：在成人階段嗅鞘細(xì)胞依然可穿過這種膠質(zhì)界膜。主要特性嗅鞘細(xì)胞是一種嗅神經(jīng)的支持細(xì)胞，它包被神經(jīng)軸突遷徙入腦，在顱底它和嗅球的僧帽細(xì)胞相結(jié)合。分布于嗅神經(jīng)的全長，從嗅上皮基底膜一直到嗅球，主要位于嗅神經(jīng)的纖維層，至于是否深入到顆粒層仍存在

3、爭議。嗅鞘細(xì)胞具有雪旺氏細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的特性，但總的表現(xiàn)更趨于前者，它有兩個獨特的特征。第一，它不僅存在于外周神經(jīng)（雪旺氏細(xì)胞），而且存在于中樞神經(jīng)（星形膠質(zhì)細(xì)胞）；第二，嗅粘膜具有終生再生能力，包括人類的嗅鞘細(xì)胞，這種再生是嗅鞘細(xì)胞參與高效調(diào)控的過程，盡管現(xiàn)在不清楚具體的機制。嗅鞘細(xì)胞不同于星形細(xì)胞和雪旺氏細(xì)胞，但同時兼有這兩種細(xì)胞的特性，有象雪旺氏細(xì)胞有助于軸突生長的作用，但比雪旺氏細(xì)胞更能使軸突長距離生長，即具有更強的遷徙性；也有象星形膠質(zhì)細(xì)胞一樣對神經(jīng)元的存活及軸突的生長具有營養(yǎng)作用，但嗅鞘細(xì)胞還能夠包裹神經(jīng)元形成髓鞘，支持神經(jīng)突起的生長。正是這兩種特性使得嗅鞘細(xì)胞成為神經(jīng)修復(fù)的最

4、佳選擇。已發(fā)表的53篇關(guān)于嗅鞘細(xì)胞移植的文章，也強有力的證明了嗅鞘細(xì)胞是神經(jīng)修復(fù)的最佳材料。可塑性嗅鞘細(xì)胞被認(rèn)為是一種可塑性很高的細(xì)胞，它可表現(xiàn)出多種細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞表面標(biāo)志，在嗅系統(tǒng)發(fā)育過程中，嗅鞘細(xì)胞根據(jù)其在組織定位的不同而有不同的抗原表型，其中P75NTR、GFAP、和O4可標(biāo)記大部分在體嗅鞘細(xì)胞，然而在嗅球外神經(jīng)層O4陽性嗅鞘細(xì)胞仍然可以在P75NTR陽性細(xì)胞層內(nèi)分化成E-NCAM陽性的細(xì)胞層，還有一定比率的嗅鞘細(xì)胞P75NTR陰性而NY和S100表型為陽性。體內(nèi)嗅鞘細(xì)胞抗原表型的可塑性決定了其在體外培養(yǎng)形態(tài)學(xué)和抗原表型的可塑性，已有研究證實純化的嗅鞘細(xì)胞能夠分化成兩種不同形態(tài)及不同表面

5、標(biāo)記的細(xì)胞，即星型膠質(zhì)細(xì)胞樣嗅鞘細(xì)胞和施萬細(xì)胞樣嗅鞘細(xì)胞。星型膠質(zhì)細(xì)胞樣嗅鞘細(xì)胞為扁平狀，表達(dá)高水平E-NCAM和GFAP而P75NTR陰性；施萬細(xì)胞樣嗅鞘細(xì)胞表達(dá)P75NTR，部分為GFAP陽性而E-NCAM陰性。這兩種細(xì)胞關(guān)系并未完全清楚，但是可以肯定它們來源于相同譜系，并且兩著之間是相關(guān)的。細(xì)胞培養(yǎng)OECs的培養(yǎng)，由胚胎、新生期、成年大鼠和小鼠的嗅球取材均已見報道。供體組織年齡的不同，培養(yǎng)細(xì)胞的性質(zhì)也有一定的差異。成熟嗅球從外到內(nèi)可分為以下幾層：嗅神經(jīng)層、小球?qū)?、外叢層、僧帽?xì)胞層、內(nèi)叢層、粒層、髓層和室管膜層。嗅球成鞘膠質(zhì)細(xì)胞包繞嗅神經(jīng)元的軸突經(jīng)外周部分進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，終止于嗅球的嗅

6、神經(jīng)層和小球?qū)?。在手術(shù)顯微鏡下取嗅球的最外兩層做培養(yǎng)，可以得到含量較高的OECs。Burry等也曾經(jīng)進行過嗅球神經(jīng)元體外培養(yǎng)的研究，他們采用機械方法解離嗅球，但是經(jīng)過這種機械分散方法，細(xì)胞破碎較多，細(xì)胞活性差。在體外神經(jīng)元培養(yǎng)過程中采用胰蛋白酶化學(xué)消化和機械消化，并在顯微鏡下密切觀察，可以避免消化不充分和過度，使細(xì)胞活性提高。細(xì)胞分離嗅鞘細(xì)胞分離有傳統(tǒng)分離法：嗅球置于少量ACSF（人工腦脊液）中(4冰浴)，在解剖顯微鏡下，將位于嗅球最外層的嗅神經(jīng)層、嗅神經(jīng)及包被的腦膜輕輕剝下，用ACSF洗2次，組織塊用0.125%胰酶(Sigma)37消化20min，經(jīng)胰酶消化的組織塊再移至完全培養(yǎng)液(DME

7、M：胎牛血清=9：1美國GIBCO公司)中，用滴管輕輕吹打組織塊使之形成細(xì)胞懸液備用。分層消化法：整個嗅球置于0.125%胰酶中，37消化15min（不時搖動），取出含有細(xì)胞的酶液，終止酶反應(yīng)。剩余的嗅球再用酶消化，重復(fù)以上操作6次，細(xì)胞懸液分別收集于6支小試管內(nèi)備用。直接擠壓法：嗅球置于少量ACSF中，用眼科鑷子直接將嗅球撕爛、擠壓，將剩余的片狀組織塊轉(zhuǎn)移至另一試管內(nèi)，用ACSF洗2次，組織塊用0.125%胰酶（Sigma）37消化20min，經(jīng)胰酶消化的組織塊再移至完全培養(yǎng)液中，用滴管輕輕吹打組織塊使之形成細(xì)胞懸液。傳統(tǒng)分離方法一般分為兩大類，一類是酶消化法，另一類是利用OECs對p75N

8、GFR有特異免疫性的特點，采用免疫抗體包被培養(yǎng)瓶方法、磁珠懸浮法和流式細(xì)胞儀分離法將OECs分離。產(chǎn)量上，直接擠壓法最高，傳統(tǒng)分離法次之，分層消化法最低。傳統(tǒng)方法（包括免疫抗體包被培養(yǎng)瓶方法、磁珠懸浮法和流式細(xì)胞儀分離法）分離過程復(fù)雜，操作時間長，需要特殊儀器及器械，特別是含OECs豐富的嗅神經(jīng)層非常薄，即使在解剖顯微鏡下也無法與其它組織區(qū)別，嗅神經(jīng)更是難于找到，分離效果很差。直接擠壓法特點是操作簡單易行，省時，不需要特殊儀器設(shè)備，且在獲得細(xì)胞的數(shù)量上略多于傳統(tǒng)分離法。直接擠壓法優(yōu)于傳統(tǒng)方法和分層消化法。為了加快OECs的增殖速度，提高產(chǎn)量可以在培養(yǎng)液中加入一些促進細(xì)胞分裂的物質(zhì)，如在培養(yǎng)液中

9、加入適量的牛垂體提取物（BPE）可使OECs增殖明顯加快，但因其它細(xì)胞增殖也加快，使其純度有所下降。應(yīng)用Arac純化OECs方法簡便、經(jīng)濟，OECs純度可達(dá)70%左右。時一步純化還可用Thy-1.1抗體殺死成纖維細(xì)胞，文獻報道純度可達(dá)99%以上，其缺點是方法復(fù)雜、費用昂貴。細(xì)胞純化純化細(xì)胞的方法較多，一般有差速貼壁，化學(xué)藥物法，梯度離心法，免疫親和吸附法。以后者純化效果最好，其純度可達(dá)99%以上，是目前普遍采用的方法之一。但是此法步驟較為繁瑣，費用高，同時細(xì)胞經(jīng)過反復(fù)清洗，活性下降，于是給下一步培養(yǎng)帶來了一定的困難。 主要影響純化的是成纖維細(xì)胞，在培養(yǎng)24-48h加入阿糖胞苷，可以有效抑制和殺

10、滅進入分裂期的成纖維細(xì)胞，但OECs也受到一定程度的抑制。使用BPE來促進OECs增殖，第8-16d得到生長狀態(tài)良好的OECs，純度可達(dá)80%。OECs細(xì)胞表面具有特異性的低親和神經(jīng)營養(yǎng)因子受體（L-NGFR），可以特異性的與LNGFR抗體結(jié)合，為免疫純化提供了基礎(chǔ)，免疫純化后純度可以提高到98%。為進一步的實驗研究奠定了基礎(chǔ)。細(xì)胞表達(dá)OECs表達(dá)膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP），在血管壁形成終足，以及參與形成膠質(zhì)界膜，此界膜大致勾勒出了嗅神經(jīng)軸突與嗅球顆粒層嗅小球的交界線，OECs在免疫細(xì)胞化學(xué)超微結(jié)構(gòu)特征以及與軸突的功能聯(lián)系方面與星形膠質(zhì)細(xì)胞存在明顯不同。OECs對神經(jīng)生長因子受體（P75NG

11、R）Laminin細(xì)胞粘附分子L1（CAML1）和Vimentin有陽性免疫反應(yīng)。在體外，OECs對微管相關(guān)蛋白2（MAP-2）為免疫反應(yīng)陰性，而這些抗原是星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物。在電鏡水平，OECs核呈鋸齒狀，染色質(zhì)分布不均，高電子密度的胞漿中有微絲散在分布而星形膠質(zhì)細(xì)胞核呈卵圓形，胞漿電子密度低，中間絲成束分布在嗅覺傳導(dǎo)路上，OECs成束包裹嗅神經(jīng)軸突，引導(dǎo)它們穿過PNS與CNS移行區(qū)和蛛網(wǎng)膜下腔，進入嗅球體外OECs與神經(jīng)元共同培養(yǎng)時，它可以包裹神經(jīng)元軸突形成髓鞘，支持神經(jīng)突起的生長；而星形膠質(zhì)細(xì)胞在體外對神經(jīng)元的存活和軸突的生長只有一般的營養(yǎng)作用，不形成髓鞘樣結(jié)構(gòu)。OECs不具有少突膠質(zhì)

12、細(xì)胞的免疫學(xué)特征，雖然它能表達(dá)O-2A（少突膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物），但缺乏其它相關(guān)標(biāo)記物的表達(dá)，包括對Rip、抗半乳糖腦苷酯、HNK-1、CD-3等的表達(dá)。OECs有時被稱為嗅覺系統(tǒng)的SCs，但兩者在細(xì)胞來源和免疫學(xué)特性上明顯不同SCs來源于神經(jīng)脊細(xì)胞，而OECs來源于嗅基板兩者對L1、P75NGR和A5E3均呈陽性免疫反應(yīng)，不同的是，OECs表達(dá)中樞形式的GFAP，SCs不表達(dá)；OECs不表達(dá)HNK-1和半乳糖腦苷酯，而SCs則均能表達(dá)。OECs可分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子、軸突生長刺激物質(zhì)，能促進軸突的再生和髓鞘的形成嗅覺系統(tǒng)的免疫組化和原位雜交研究提示OECs不僅可以分泌BDNF、NGF神經(jīng)營養(yǎng)因子-

13、3（neuortrophinfactor3，NT-3）和NT-4，還能表達(dá)Laminin、L1、纖粘連蛋白，S100、膠質(zhì)源性連接素（Glial-derivednexin）和神經(jīng)細(xì)胞粘附分子（N-CAM）所有這些因子均能支持軸突的延伸。研究歷史從第一次嗅鞘細(xì)胞的生物學(xué)文章發(fā)表已經(jīng)有二十余年歷史了。1994年RamonCueto和Nieto-Sampedrol發(fā)表了第一篇關(guān)于嗅鞘細(xì)胞有助于感覺軸突長入脊神經(jīng)切斷術(shù)的文章，在此之前Doucette實驗室發(fā)表了嗅鞘細(xì)胞移植人腦后存活的文章，Raisman小組發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)脊髓束損傷后行嗅鞘細(xì)胞移植可以使神經(jīng)功能恢復(fù)。從1997年到現(xiàn)在的9年里有50篇文章是

14、關(guān)于嗅鞘細(xì)胞移植的；51篇是描述嗅鞘細(xì)胞生物學(xué)特征的，還有31篇是綜述性文章，而且大多是和神經(jīng)修復(fù)有關(guān)。國內(nèi)黃紅云教授率先開展了嗅鞘細(xì)胞的臨床試驗，并獲得了滿意的臨床效果。嗅鞘細(xì)胞已逐漸引起了科學(xué)界的重視，特別是在脊髓損傷修復(fù)領(lǐng)域，被認(rèn)為是治療脊髓損傷最具潛力的細(xì)胞。相關(guān)資料據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2010年11月15日報道，嗅鞘細(xì)胞（OECs）是包在嗅覺神經(jīng)纖維外面起保護作用的被膜，過去25年來，人們一直認(rèn)為嗅鞘細(xì)胞是由鼻內(nèi)膜形成的，但英國科學(xué)家一項新研究顯示，嗅鞘細(xì)胞有著不同的起源。如果將嗅鞘細(xì)胞移植到受損的脊髓中，能促進神經(jīng)修復(fù)，支持中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生，這一新發(fā)現(xiàn)為治療脊髓損傷提供了更加可靠的

15、資源。該研究由英國維康基金和伊薩克·牛頓基金資助，研究結(jié)果發(fā)表在本周的美國國家科學(xué)院院刊上。理論上講，可以利用病人鼻子中取出的內(nèi)膜組織，在培養(yǎng)皿中生長出嗅鞘細(xì)胞來，然后將其移植到損傷的脊髓中就能促進神經(jīng)修復(fù)，而無需擔(dān)心任何排異反應(yīng)。但這種方法得到的細(xì)胞數(shù)量太少，不能為治療提供足夠的來源。論文主要作者、英國劍橋大學(xué)發(fā)展與神經(jīng)科學(xué)生物系的克雷爾·貝克博士說：“鼻內(nèi)膜中的嗅鞘細(xì)胞太少了，其中還包裹著周邊神經(jīng)纖維，而這些纖維和嗅鞘細(xì)胞非常相似，對促進脊髓修復(fù)沒什么效果。很難從鼻內(nèi)膜中提純出足夠的嗅鞘細(xì)胞，進行有效的移植治療?！倍@項新研究發(fā)現(xiàn)，嗅鞘細(xì)胞和其他包裹著神經(jīng)纖維的細(xì)胞一樣，源自一種名為神經(jīng)嵴細(xì)胞（neural crest cells）的胚胎干細(xì)胞。為找到嗅鞘細(xì)胞的起源，研究人員用綠色熒光蛋白標(biāo)記了胚胎神經(jīng)嵴細(xì)胞，使其在紫外線照射下可發(fā)出綠色熒光。利用基因技術(shù)，研究人員在小雞和小鼠的胚胎