对于运动性脊髓损伤的修复，目前较多的采用手术、药物、针灸、物理治疗等多种治疗脊髓损伤的方法，以及近年来提出的脊髓再生新方法，如神经营养因子、神经移植、基因治疗等虽可使成年动物的脊髓功能表现出某种程度的恢复，但都难以解决患者截瘫的难题。随着干细胞技术的发展，通过细胞移植增加脊髓神经元数量、减少胶质瘢痕和空洞的形成成为了可能。文章探讨了干细胞移植方法、干细胞神经营养因子以及基因修饰的干细胞疗法修复脊髓损伤等内容，旨在为运动性脊髓损伤的修复和治疗提供科学依据和理论基础。

1  运动性脊髓损伤的研究进展

　　运动性脊髓损伤是指在运动过程中，由于保护措施不当，造成的由脊柱损伤进而损伤到脊髓的病症，可发生于运动员和非运动员，且患者大多数为青壮年、少年等的运动参与者，且以男性居多。如 2007年全国体操锦标赛上的运动员王燕、著名体操运动员桑兰以及著名影视演员“超人”扮演着克里斯托弗等的损伤就是很好的例子。一般来说，脊髓损伤的患者常遗留有不同程度的功能障碍。出现脊髓损伤时常引起脊髓横贯性损害，造成损害平面以下的运动、感觉、括约肌自主神经功能等的障碍。有研究显示因脊髓损伤患者损伤平面以下丧失中枢神经系统的支配，自主神经功能紊乱，循环调节功能障碍，导致患者最大吸氧量下降，且损伤平面越高，心肺功能就越差。还有研究指出，脊髓损伤后，由于局部神经元及神经纤维的原发及继发性的丢失，损伤部位的神经轴突被撕裂，神经元和神经胶质细胞死亡，幸存的轴突发生脱髓鞘改变，损伤局部囊性病变，胶质瘢痕的形成，中枢神经系统内存在的各种抑制再生因素，加上中枢神经自身极差的再生能力，这些因素造成了脊髓损伤后结构和功能上的严重破坏，最终导致脊髓丧失传导下行的运动冲动和上行的感觉冲动能力，患者发生瘫痪。
2  干细胞修复运动性脊髓损伤的应用

　　随着干细胞技术的研究，尤其是胚胎干细胞、神经干细胞(neural stem cells ，NSC)、骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)等分离技术的成熟和定向分化技术的发展，干细胞可以被诱导分化为神经元或神经胶质细胞，替代死去的细胞，同时干细胞还可以在体内表达多种神经营养因子，改善细胞微环境，促进轴突再生，阻止细胞凋亡，进而恢复脊髓功能。

2.1  干细胞移植对脊髓损伤的修复

　　干细胞移植技术是近年来发展起来的一项新技术，它的提出对于治疗神经系统疾病具有广阔的应用前景，对运动性脊髓损伤更是如此。因为经移植的干细胞可以在损伤部位存活、整合入宿主组织中，并分化出神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，并和宿主细胞之间形成突触样结构，使中枢神经系统的功能得到部分恢复。

2.2  干细胞神经营养因子与脊髓损伤修复

　　神经营养因子是神经系统中重要的调节蛋白，可以调节神经元的存活、轴突生长、突触可塑性和神经递质的产生。BMSCs 也已被证实经移植后可分泌各种神经生长因子促进轴突再生，桥接神经缺损后遗留的空隙替代丢失的神经细胞，促进神经元的存活和轴突的生长，同时还能减少炎症应答和空腔的形成。有学者通过培养BMSCs提取脑源性神经营养因子和神经生长因子作用于脊髓损伤的大鼠，其结果提示BMSCs表达的脑源性神经营养因子和神经生长因子对损伤脊髓神经元的修复有保护作用。同样的研究证实，用脑源性神经营养因子和神经生长因子基因修饰的BMSCs通过静脉移植到达脊髓损伤区，其分泌神经营养因子功能增强，对防止脊髓继发性损伤及对受损神经元起挽救作用。进一步研究结果也显示，BMSCs移植可促进大鼠半横断脊髓结构和功能恢复，联合移植与应用脑源性神经营养因子在脊髓损伤修复治疗中具有协同作用。一方面 BMSCs本身具有促进脊髓损伤再生修复的作用，另一方面脑源性神经营养因子增强BMSCs的活性并延长其生存时间。但 BMSCs促进脊髓损伤再生修复的机制尚不明确。

2.3   基因修饰的干细胞与脊髓损伤修复

　　NSC作为治疗脊髓损伤最为理想的细胞移植材料，不仅能促进神经元的再生和脑组织的修复，而且通过基因修饰可用于神经系统疾病的基因治疗，表达外源性的神经递质，神经营养因子及代谢性酶。其基因修饰的基本策略主要是通过转基因技术给损伤脊髓局部提供适合干细胞生长、分化的。有学者通过低氧诱导因子1α基因修饰的NSC移植治疗脊髓损伤的实验研究发现，低氧诱导因子1α基因修饰的 NSC移植可促进损伤脊髓神经轴突再生，减少胶质细胞的增生和胶质瘢痕的形成，为神经再生创造有利的微环境，使损伤脊髓更好的耐受缺血缺氧。还有学者研究发现 NT-3基因修饰的许旺细胞能有效的促进NSC在损伤脊髓内向神经元样细胞分化，还通过NT-3基因修饰许旺细胞与NSC联合移植能较好地促进脊髓损伤后受损伤神经元存活以及神经纤维再生的作用，能更好地促进全横断脊髓损伤的修复。

3  展望

　　随着干细胞技术的不断更新，以及对脊髓损伤认识的不断深入，将干细胞技术应用于运动性脊髓损伤的修复是一个必然。虽然在干细胞作用于临床脊髓损伤的治疗过程中取得了一定的成绩，但运动性脊髓损伤修复过程中，由于多种细胞因子和基因参与了调控，其基本机制还未能了解清楚，因此仍需要对干细胞移植、诱导分化机制及其基因治疗和营养因子的作用等多方面进行深入的研究。

文章来源：中国组织工程研究 第16卷  第6 期  2012–02–05出版 作者：刘富顺