Nevrale stamceller

Eksperimentelle bevis for muligheten for regenerering av CNS-celler ble oppnådd mye tidligere oppdagelse av embryonale stamceller, som viser tilstedeværelsen i neocortex, hippocampus og olfaktorisk bulbus i hjernecellene fra voksne rotter, spennende 3H-tymidin, det vil si evnen til å syntetisere protein og divisjon. Tilbake i 60-årene av forrige århundre ble det antatt at disse cellene er forløpere til nerveceller og er direkte involvert i læring og hukommelse. Litt senere avslørte tilstedeværelsen av synapser dannes de novo i neuronene, og det første arbeidet med bruk av embryonale stamceller for å indusere neyronogeneza in vitro. Ved slutten av XX-tallet eksperimenter med rettet differensiering av ESCs inn i nervestamceller, dopaminerge og serotonerge neuroner førte til en revisjon av de klassiske begrepene evnen av nerveceller fra pattedyr for å regenerere. Tallrike studier har vist overbevisende hvordan virkeligheten rekonstruksjoner av nevrale nettverk og tilgjengeligheten av neyronogeneza hele perioden av postnatal pattedyr organisme.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

Kilder til neurale stamceller

Neurale stamceller isolert under operasjoner i subventricular området for de laterale ventrikler og dentate gyrus av hippocampus, som er i cellekultur for å danne neurosfærer (nevrale sfærer), og etter dispergering og preformirovaniya fortiden - alle de viktigste cellulære CNS typer, eller i et spesielt miljø, de nye mikrosfærene. I suspensjonskulturer av dissosiert vev isolert fra føtale hjernesnitt periventrikulær også oppstå neurosfærer.

Markører av umodne hjerneceller er nestin, beta-tubulin-III (neuronal markør linje), vimentin, GFAP og NCAM, for immunocytokjemisk identifikasjon av monoklonale antistoffer som er brukt. Nestin (et protein av mellomliggende type IV nevrofilider) uttrykker multipotente neuroektodermale celler. Dette protein ble anvendt for identifisering og isolering av multipotente CNS-neuroepitel progenitor-celler med monoklonale antistoffer Rotte-401, som kan oppdage opp til 95% av cellene i de neurale rør rotteembryoer på den ellevte dag av svangerskapet. Nestin uttrykkes ikke på de differensierte etterkommerne av neuralstamceller, men er tilstede i tidlige nevrale stamceller, postmitotiske nevroner og tidlige neuroblaster. Ved hjelp av denne markøren ble nevrologiske stamceller identifisert, og eksistensen av stamceller i sentralnervesystemet ble bevist. Vimentin (et protein av mellomliggende type III nevrofilamentene) uttrykkes av nevrale og gliale stamceller, samt av nevroner, fibroblaster og glatte muskelceller. Følgelig har begge immunocytokjemiske markører ikke den spesifisitet som er nødvendig for den separate identifisering av nevrale stamme og stamceller. Bruk av beta-tubulin III etablere neuronale avstamning stamceller, mens type I astrocytter er identifisert ved ekspresjon av GFAP, og oligodendrocytter uttrykkes spesifikt galaktocerebrosid (Ga! C).

Mitogen for neurale forløperceller er FGF2 og EGF, understøtte proliferasjon av progenitorceller i kultur med dannelsen av neurosfærer. Delende neurale stamceller hastigheten øker i betydelig grad påvirkes av FGF2, og også ved hjelp av en kombinasjon FGF2 + EGF. De proliferative virkningene av FGF2 medieres av FGF2-R1-reseptorer. Heparin øker affiniteten til reseptor-binding av FGF2 og dramatisk forbedrer sin mitogen virkning på neuroepithelial celler. I de tidlige fasene av embryogenesen FGF2 reseptorer uttrykt i rotte telencefalon, ved senere stadier av deres lokalisering begrenset ventrikulær sone. Peak uttrykk for FGF2-R1 ved postmitotiske celler er observert etter slutten av perioden med tidlig neurogenese. For den innledende utviklingsperioden telencefalon kjennetegnet ved lav ekspresjon av EGF-reseptorer, hovedsakelig i cellene i den ventrale regionen. I de senere stadier av embryogenese stiger EGF-R-ekspresjon i dorsalretningen. I gnagerhjerne har høy affinitet EGF-reseptor-transformerende vekstfaktor beta (TGF-beta-R), og som fortrinnsvis binder seg til. Indirekte, den funksjonelle rollen til EGF-R angir data på kortikalt dysgenesis forhjerne som oppstår i slutten av perioden med embryogenese og postnatal ontogenien, funksjon senking forhjerne, cortex og ectopia død av hippokampale celler fra knockout mus EGF reseptor genet. I tillegg er tilstedeværelsen av TGF-a i næringsmediet helt avgjørende for dannelsen av nevrosfæren. Etter fjerning av vekstfaktorer fra det kondisjonerte cellemedium stopp oppdelings- og gjennomgå spontan differensiering for å danne neuroner, astrocytter og oligodendroblastov.

På bakgrunn av dette er det stamcelle reaggregering av dissosierte neurosfærer og dyrkingen utføres i kulturmedier inneholdende EGF og basisk FGF eller FGF2, men uten tilsetning av serum. Det er vist at EGF induserer proliferasjonen av stamceller subependimnoy sone av laterale ventrikler, og basisk FGF fremmer proliferasjon av stamceller fra striatum, hippocampus, neocortex og synsnerven av en moden hjerne. Kombinasjonen av EGF og basisk FGF er helt avgjørende for aktiv proliferasjon av stamceller isolert fra ependymal tredje og fjerde ventriklene i forhjernen samt av spinalkanalen av korsryggen og thorax ryggmarg.

Etter dissociasjon dyrkes en suspensjon av neurale stamceller i plastskåler eller i flertallsplater uten et klebende substrat for å øke størrelsen på de nye nye nevrosfærene, som vanligvis tar ca. 3 uker. Metoden for multiple dispersjon og reproduksjon av nevrosfærer tillater å oppnå et tilstrekkelig antall lineære kloner av multipotente stamceller for intracerebraltransplantasjon. Dette prinsippet er også basert på etableringen av en stamcelles stamme isolert fra den menneskelige embryonale hjernen. Deres lange (i flere år) kloning gjør det mulig å oppnå stabile linjer av nevrale stamceller, hvorfra katekolaminerge neuroner dannes ved indusert differensiering.

Dersom neurosfærer ikke dispergeres og dyrket på klebe substrater i medium som mangler vekstfaktorer, prolifererende stamceller begynner spontant å differensiere for å danne neuronale forløperceller og gliaceller med ekspresjonen av markører av alle typer nerveceller: MAP2, Tau-1, NSE, Neun, beta tubulin-III (neuroner), GFAP (astrocytter) og calc, 04 (oligodendrocytter). I motsetning til dette, i kulturer av nervestamceller i andelen av neuroner til mer enn 40% av de differensierte celler (hos gnagere - fra 1 til 5%) celler i mus og rotter, men det er mye mindre av oligodendrocytter, noe som er meget viktig i celleterapi synspunkt demyelinerende sykdommer. Problemet løses ved tilsetning av kulturmediet B104 som stimulerer formasjons mielinprodutsiruyuschih celler.

Når dyrkede nervestamcellemargceller av menneskelige embryoer i et medium inneholdende EGF, basisk FGF og LIF, antall linjer av neurale progenitorceller økninger i 10 millioner ganger. Reproduerte in vitro-celler beholder evnen til å migrere og differensiere til nerve- og glialceller etter transplantasjon i hjernen hos kjønnsmodne rotter. Imidlertid er antallet indelinger av multipotente stamceller in vivo begrenset. Gjentatte ganger bemerket at Hayflick grense for "voksen" neural stamcelle (ca. 50 mitose) ennå uoppnåelig selv i eksperiment - cellene i form av neurosfærer vil beholde sine egenskaper bare i 7 måneder, og bare 8 passasjer. Det antas at dette er på grunn av de funksjoner fremgangsmåter for deres dispersjonen under passering (trypsinering eller mekanisk påvirkning), noe som drastisk reduserer den proliferative aktivitet av cellene på grunn av nedsatt intercellulære kontakter. Faktisk, hvis i stedet for å dispergere en metode for deling av nevospherene i 4 deler, blir livskraften av cellene under passasje betydelig økt. Denne teknikken tillater dyrking av menneskelige neurale stamceller i 300 dager. Etter denne perioden mister cellene imidlertid mitotisk aktivitet og gjennomgår degenerasjon eller går til scenen for spontan differensiering med dannelsen av neuroner og astrocytter. På denne bakgrunn mener forfatteren at 30 mitoser er det begrensende antall divisjoner for dyrkede nevrale stamceller.

Når man dyrker humane neurale stamceller in vitro, dannes hovedsakelig GABA -ergiske nevroner. Uten etablering av spesielle betingelser, neurale progenitorceller gi opphav til dopaminerge neuroner (nødvendig for celleterapi av Parkinsons sykdom) bare i de første passasjer, hvoretter alle neuroner i kultur utelukkende består av GABAergiske celler. Hos gnagere blir induksjonen av dopaminerge neuroner in vitro forårsaket av IL-1 og IL-11, samt fragmenter av nervecellemembraner, LIF og GDNF. Denne metoden var imidlertid mislykket for en mann. Likevel, med intracerebral GABA-ergisk nevrontransplantasjon in vivo under påvirkning av mikromiljøfaktorer, opptrer nerveceller med forskjellige mediatorfenotyper.

Søk nevrotrofiske faktorer kombinasjoner viste at FGF2 og IL-1 induserer dopaminerge neuroblasts, som imidlertid ikke er i stand til å produsere dopaminerge nevroner. Differensiering av stamceller i hippocampale glutamatergisk eksitatorisk og hemmende GABAergiske neuroner påvirkes neurotrofiner, en EGF og IGF1 indusere dannelsen av glutamatergisk og GABAergiske neuroner fra neurale forløperceller fra humane embryoer. Sekvensiell tilsetning av retinsyre kultur og neurotrofin 3 (NT3) øker signifikant differensiering av stamceller i hippocampus modne hjerne i nerveceller av forskjellig mediator natur, mens ved anvendelse av en kombinasjon av hjerne-avledet neurotrofisk faktor (BNDF), NT-3 og GDNF i kulturer av hippocampal og neokortikale tilgjengelig pyramidale nevroner.

Således er resultatet av tallrike studier indikerer at, for det første, vil stamcellene fra forskjellige strukturer i hjernen under påvirkning av de spesifikke lokale vev faktorer er i stand til å differensiere in vivo i nerve fenotyper som er iboende i disse strukturene. For det andre tar sikte indusert differensiering av nevrale stamceller in vitro ved å klone forløperceller gir muligheten for å oppnå neuronal og glial-celler med de ønskede fenotypiske egenskaper for intracerebral transplantasjon i ulike former for hjernepatologi.

Det er ingen tvil om at de pluripotente stamceller avledet fra embryo eller voksne sentralnervesystemet, kan betraktes som en kilde til nye nerveceller og benyttes i klinikken for behandling av nevrologiske lidelser. Imidlertid er den viktigste hindring for utvikling av praktisk celle neurotransplantasjon er det faktum at de fleste av nevrale stamceller ikke differensierer til neuroner etter implantering i nonneural modent CNS-området. I omgå denne hindring, er det foreslått en meget original innovativ teknikk som tillater in vitro for å oppnå en ren populasjon av nerveceller fra føtale neuralstamceller etter transplantasjon i CNS av voksne rotter. Forfatterne hevder at differensieringen av de implanterte celler ved denne fremgangsmåte resulterer i dannelsen av en kolinergisk neuronal fenotype, på grunn av påvirkning av mikromiljøet omgivende faktorer. Den foreslåtte teknologien er av interesse i forhold til utvikling av nye behandlingsformer basert på stamceller og erstatte skadet på grunn av traumer eller nevrodegenerative sykdommer nevroner som kolinerge nevroner spille en ledende rolle i utviklingen av motorisk funksjon, minnefunksjon og læring. Spesielt kan kolinerge neuroner avledet fra humane embryonale stamceller benyttes for utskifting av motoriske nevroner tapt i amyotrofisk lateral sklerose eller ryggmargsskade. For tiden er det ingen informasjon om metodene for å produsere et signifikant antall kolinergne nevroner fra en populasjon av stamceller preformert av mitogen. Forfatterne foreslår en ganske enkel, men effektiv måte å stimulere mitogen fordannede primære embryonale neurale stamceller i retning av utvikling i praktisk talt ren nevroner etter implantasjon i nonneural og nevrogen CNS hos voksne rotter sone. Det viktigste resultatet av deres arbeid er omdannelsen av et tilstrekkelig stort antall transplanterte celler til kolinerge neuroner når de implanteres inn i midtre membran og ryggmargen.

Videre, for preformering potente neurale stamcellehjerne 8-ukers menneskelig embryo holiyergicheskie neuroner in vitro kortikale det foreslått å benytte forskjellige kombinasjoner av de følgende trofiske faktorer og kjemikalier: rekombinant basisk FGF, EGF, LIF, amino-terminale lyd peptid mus (Shh-N ), trans-retinsyre, NGF, BDNF, NT3, NT4, naturlig muselaminin og heparin. Den første linje av humane nervestamceller (K048) ble opprettholdt in vitro i to år, og motsto 85 passasjer uendret proliferative og differensierings egenskaper når bevare normal diploid karyotype. Udispergert neurosfærer 19-55 andre passasjer (38-52 ukers-e) plantet ut på poly-D-lysin og laminin, og deretter behandlet med de ovennevnte faktorer i forskjellige konsentrasjoner, kombinasjoner og sekvenser. En kombinasjon som består av en basisk FGF, heparin og laminin (et akronym FHL), gitt en unik effekt. Etter en dag embryo dyrking av nervestamceller i et medium med eller uten FHL Shh-N (kombinasjon Shh-N + FHL i forkortelse SFHL) observert hurtig reproduksjon store plane celler. All annen dag protokoll (for eksempel slik som basisk FGF + laminin), omvendt, har ført til en begrenset radial spredning av spindel-formede celler, og disse cellene har ikke gitt kjerne neurosfærene. Etter 6 dager etter aktivering og den etterfølgende ti-differensieringsmedium innehold B27, ved kanten av FHL-aktiverte kuler polipolyarnye store nervelignende celler ble funnet. I den andre protokollen, de fleste grupper av neuron-celler var små og bipolar eller unipolar. Immunocytokjemisk analyse viste at små (<20 mikron) bipolare eller monopolare celler ble eller GABA-erge, eller glutamaterg mens de fleste store polipolyarnyh celler som er lokalisert ved kanten FHL-aktiverte neurosfærer viste kolinerg som uttrykkes markører som er karakteristiske for kolinerge neuroner (Islet-1 og ChAT). Noen av disse neuronene samtidig uttrykt synapsin 1. Som et resultat av fem rekke uavhengige eksperimenter fant forfatterne at den totale populasjon av celler i enkeltområder med 45,5% differensiert i neuroner TuJl +, mens kolinerg (ChAT ^) neuroner var kun 27.8 % av celler i samme populasjon. Etter 10 dager med differensiering in vitro, i tillegg til kolinerge neuroner i den FHL-aktiverte neurosfærer ble betydelige mengder av små neuroner - glutamatergisk (6,3%), GABA-erge (11,3%), og astrocytt (35,2% ) og nestinpositive celler (18,9%). Ved bruk av andre kombinasjoner av vekstfaktorer kolinerge neuroner er fraværende, og grense cellene dannede neurosfærer eller astrocytter eller mindre glutamaterge og GABA-erge nevroner. Overvåking sikkerhetskopiering og aktive potensialer ved å bruke helcelle-patch clamp teknikk viste at etter syv dager FHL-aktiverende polipolyarnyh stor majoritet av cellene hadde en hvilepotensial som utgjør -29,0 ± 2,0 mV, i fravær av et aksjonspotensial. Etter 2 ukers hvile potensielle økninger til -63,6 ± 3,0 mV, som aksjonspotensialer observert ved tidspunktet for induksjons depolariserende strømmer og 1M tetrodotoxin blokkert, hvilket indikerer at den funksjonelle aktiviteten av umodne kolinerge neuroner.

Videre fant forfatterne at FHL- selv eller SFHL- aktivering in vitro ikke resulterer i dannelse av modne neuroner, og forsøkt å etablere hvorvidt stand til på forhånd dannet via FHL SFHL eller stamceller til å differensiere til neuroner når transplantert inn i moden rotte CNS. For denne injeksjon av aktiverte celler i nevrogen region ble utført (hippokampus) og nonneural på flere områder, inkludert seksjon prefrontale cortex gjennomsnitt membran og ryggmargen hos voksne rotter. Sporing av de implanterte cellene ble utført ved hjelp av CAO - ^ p vektoren. Det er kjent at OCD etiketter samtidig både ultra celler og cellulære prosesser (molekylnivå) uten lekkasje og mottagelig for direkte visualisering. Videre OPP-merkede nervestamcellene støtte neuronal profil og glialt differensierings identisk profil utransformerte embryonale stamceller i hjernen.

En til to uker etter implantering av 5 x 10 ⁴ aktiveres og merkede nervestamceller ble funnet i ryggmargen eller hjernen hos rotter, ROC + -celler var hovedsakelig nær injeksjonsstedet. Prosessene for migrasjon og integrasjon ble observert allerede en måned etter transplantasjon. Migrasjon Range varieres avhengig av injeksjonsstedet: innføringsdelen i prefrontale cortex OCD + celler ble plassert i 0,4 til 2 mm fra injeksjonsstedet, i tilfelle for implantasjon i midten membranen, hippocampus, eller ryggmargceller migrert mye større avstands -. 1-2 cm podede celler ble lokalisert i sentralnervesystemet høyt strukturer, inkludert frontal cortex, den gjennomsnittlige membran, hippocampus og ryggmarg. OCD-merkede nevronelementer ble sett allerede i den første uken etter transplantasjon, og antallet økte betydelig 1 måned etter operasjonen. Stereologisk analyse viste en høyere overlevelsesrate for implanterte celler i forskjellige strukturer i hjernen, i sammenligning med dorsal.

Det er kjent at lagret regional populasjon av stamceller, blir transformasjonen til modne celler reguleres av spesifikke vev faktorer i de fleste voksne pattedyr-vev. Proliferasjon av stamceller, differensiering av progenitorceller og formasjonen spesifikke for strukturen av hjerneneuronal fenotyper in vivo til en mye høyere grad uttrykt i føtal hjerne, som bestemmes av nærværet av høye konsentrasjoner av morfogenetiske faktorer lokalt mikromiljø - neurotrofiner BDNF, NGF, NT-3, NT4 / 5, og vekst faktorer FGF2, TGF-a, IGF1, GNDF, PDGF.

Hvor er de nevrale stamceller?

Det er funnet at nervestamcellene uttrykker glial fibrillært surt protein som omfatter modne celler i det neurale linje er lagret bare på astrocytter. Derfor kan stammenes reserve i det modne sentrale nervesystemet være astrocytiske celler. Faktisk, i luktelappen og gyrus dentatus neuroner ble identifisert, som stammer fra den GFAP-positive forløperen, noe som er i motsetning til tradisjonelle synspunkter om rollen til stamfar av radial glia, GFAP ikke uttrykkes i gyrus dentatus i voksen alder. Det er mulig at i sentralnervesystemet er det to populasjoner av stamceller.

Spørsmålet om lokalisering av stamceller i subventricular sonen er fortsatt uklart. Ifølge enkelte forfattere, ependymal cellene danner kuler i kultur kloner som ikke er sanne neurosfærer (subependimy celle kloner), da bare evnen til å differensiere til astrocytter. På den annen side, etter at den fluorescerende markør eller virale merking ependymal celler som detekteres i cellene subependimnogo lag og olfactory pærer. Slike merkede celler in vitro danner neurosfærer og differensierer til neuroner, astrocytter og oligodendrocytter. Videre er det vist at omtrent 5% ependyma celler uttrykte markører av stammen - nestin, Notch-1 og Mussashi-1. Det antas at mekanismen for asymmetrisk mitose forbundet med ujevn fordeling av Notch-1 membran-reseptoren, hvorved den sistnevnte forblir på membrandatterceller lokalisert i ependymal sonen, mens den overordnede cellen migrerer i subependimny lag mister denne reseptoren. Fra dette synspunkt kan subependimnuyu sone betraktes som oppsamler progenitor nevronale forløpere og gliaceller som genereres fra stammen ependymal lag. I henhold til andre forfattere, i hale subventricular sonen dannes bare gliaceller, og cellene er kilden til neyronogeneza rostrokaudale lateral avdeling. I den tredje utførelsesformen, de fremre og bakre avdelinger subventricular sone av laterale ventrikler bibringes nevrogen tilsvarende potens.

Fortrinnsvis ser fjerde utførelse organisasjon hjernestammen reserve i CNS, hvorved i subventricular sonen er tre hovedtyper av nevrale stamceller - A, B og C. I de første cellene uttrykker neuronale markører (PSA-NCAM, TuJl) og omgitt av B-celler, som er identifisert ved uttrykket av antigener som astrocytter. C-celler, som ikke har antigene egenskaper hos nevroner eller glia, har høy proliferativ aktivitet. Forfatteren har overbevisende bevist at B-celler er forløperne til A-celler og de novo-dannende nevroner av olfaktoriske pærer. Under overføringen, er A-celler som er omgitt av tråder av neurale forløperceller, som vesentlig skiller seg fra mekanismen til post-mitotiske neuroblasts vandring langs radiale gliaceller i embryonale hjernen. Migrasjon blir avsluttet i luktelappen mitotiske deling av både A- og B-celler, derivater som er inkorporert inn i lag av granulosa celler i glomerulær laget av olfactory områder av hjernen.

I den utviklende hjerne av embryoer er ikke differensiert ependymal celler, og i ventriklene omfatter multiplisere stamceller ventrikulær germenativnoy th subventricular sone, som migrerer primære neuro- og glioblastom. Basert på dette, noen forfattere mener at regionen subependimnaya modne hjerne inneholder en redusert germenativnuyu embryonal nøytral vev består av astrocytter og neuroblaster uidentifiserte celler. Sann neuralstamceller utgjør mindre enn 1% av cellene i den hermetiske sone i den laterale ventrikulærveggen. Delvis av denne grunn, og også i forbindelse med data som subependimnoy sone astrocytter neurale stamcelleforløpere ikke utelukke muligheten for astrocytic glial transdifferensiering av celler til anskaffelse av neuronale fenotype karakteristika.

Det største hindret for den endelige løsningen av problemet med lokalisering av nevrale stamceller in vivo er fraværet av spesifikke markører for disse cellene. Imidlertid meget interessant fra et praktisk synspunkt, presentert rapporter som neurale stamceller ble isolert fra det sentrale nervesystemet avdelinger som ikke inneholder subependimnyh soner - den tredje og fjerde ventriklene i forhjernen, spinalkanalen torakale og lumbale ryggmargen. Spesielt viktig er det faktum at for ryggmargsskade forhøyet proliferasjon av stamceller ependymal av sentralkanalen med dannelse av progenitorceller som migrerer og differensierende inn i astrocytter gliomezodermalnogo vommen. I tillegg finnes forløperceller av astro- og oligodendrocytter også i den intakte ryggmargen av voksne rotter.

Således litteraturdata sterkt indikerer tilstedeværelse av sentralnervesystemet hos voksne pattedyr, inkludert mennesker, regional stilk reserve, regenerative og plast med en kapasitet, dessverre er i stand til å tilveiebringe bare de fysiologiske regenereringsprosesser for å danne nye neurale nettverk, men ikke tilfredsstille behovene til reparerende regenerering. Dette løser problemet med å finne måter å øke CNS-stamme ressurser eksogent, noe som er uoppløselig uten en klar ide om mekanismene for CNS-dannelse i embryonale perioden.

Dag vet vi at i prosessen med embryoutvikling, stamceller til de neurale jo rørceller er kilde for tre typer - neuroner, astrocytter og oligodendrocytter, dvs. At nevroner og gliacelle celler avledet fra en felles forløper. Differensieringen av ektoderm inn i klynger av neurale forløperceller begynner under påvirkning av proneural gener bHLH familie av produkter og blokkeres av ekspresjonen av transmembran reseptor proteinderivater Notch familie av gener som begrenser bestemmelse og differensiering av nevrale tidlig progenitorceller. I sin tur, Notch-reseptorligander opptrer transmembranproteiner Delta tilstøtende celler på grunn av det ekstracellulære domene som er direkte celle-celle-kontakter med induktiv interaksjonen mellom stamceller.

Videre implementering av programmet for embryonal neurogenese er ikke mindre komplekst, og det synes å være artsspesifikt. Men resultatene neyroksenotransplantatsionnyh studier tyder på at stamceller har distinkte evolusjonære konservative, så neurale stamceller er i stand til å migrere og utvikle seg når de blir transplantert inn i rottehjernen.

Det er kjent at pattedyr-CNS har en meget lav kapasitet til reparative regenerering, som er karakterisert ved mangel på moden hjerne noen tegn på nye celler for å erstatte den døde cellen som et resultat av neuronal skade. Men i tilfelle av nevoblasttransplantasjon overlever de sistnevnte ikke bare, proliferere og differensiere, men er også i stand til å bli integrert i hjernekonstruksjoner og funksjonelt erstatte tapte nevroner. Når de engasjerte neuronale stamceller ble transplantert, var den terapeutiske effekten betydelig svakere. Slike celler viste lav kapasitet til migrasjon. I tillegg reproduserer neural progenitorceller ikke arkitekturen i nevrale nettverk og fungerer ikke funksjonelt i mottakerens hjerne. I forbindelse med dette blir problemene med reparativ plastregenerasjon aktivt studert ved transplantasjonen av uformede multipotente neurale stamceller.

Studien M. Alexandrova et al (2001) i den første utførelsesformen, forsøkene var mottakerne av modne hunnrotter og donorer var 15-dagers embryo utvikling. Mottakerne ble fjernet del av occipital cortex og hulrommet transplanterte mekanisk opphengt presumptive embryonale kortikale vev som inneholder multi stamceller ventrikulær og subventricular region. I den andre utførelsesformen, det utført forsøk transplantasjon av nevrale stamceller av 9-ukers humane føtale hjerne polovozrelh rotter. Fra periventrikulær området embryoer Forfatterne isolerte hjerne vevssnitt ble plassert i deres kulturmedium og F-12 ble oppnådd ved gjentatt pipettering av cellesuspensjonen, og deretter dyrket i et spesielt medium NPBM supplert med vekstfaktorer - FGF, EGF og NGF. Celler ble dyrket i suspensjonskultur før dannelsen av neurosfærer, som er dispergert og utfelles igjen i kulturen. Etter 4 passasjer i henhold til den generelle kulturperiode på 12-16 dager, ble cellene anvendt for transplantasjon. Mottakerne ble desyatisutochkye modne rotter og to-måneders-Wistar-rotter, som i området for den laterale ventrikkel ble injisert med 4 pl suspensjon av humane nervestamceller uten immunsuppresjon. Resultatene indikerer at cellene ble dissosiert ventrikulær og subventricular sone av den embryoniske hjernebarken bokmerket rotte allograft i voksen hjerne fortsetter å utvikle seg, det vil si faktorene differensiert mottaker mikromiljøet av hjernen ikke blokkere vekst og differensiering av nevrale stamceller av embryoet. I den første perioden etter transplantasjon av multipotente celler fortsatte mitotisk deling og aktivt migrert fra området av vevstransplantasjon i mottakeren hjernen. Transplanterte embryonale stamceller, som har et stort potensiale for migrasjon, er blitt funnet i praktisk talt alle lag av hjernebarken til mottakeren margtransplantasjon langs sporet og i hvit substans. Lengden av overgangsbanen av nerveceller har alltid vært betydelig lavere (opptil 680 mikron) enn gliaceller (opp til 3 mm). Strukturelle vektorer for overføring av astrocytter var blodkar og fiberstrukturer av hjernen som også ble observert i andre studier.

Tidligere ble det antatt at akkumuleringen av merkede astrocytter i området for skade på cerebral cortex av mottakeren kan skyldes dannelsen av en glialbarriere mellom vevet i transplantatet og mottakeren. Imidlertid viste en undersøkelse av strukturen av kompaktlyste celletransplantater at deres cytoarchitectonics er karakterisert ved tilfeldighet, uten noen lagdelt fordeling av transplanterte celler. Graden av bestilling av de transplanterte nevronene tilnærmet den av celler i den normale cerebrale cortexen bare hvis det ikke er noen glialbarriere mellom donor- og mottakervevet. Ellers var strukturen av transplantasjonscellene atypisk, og nevronene selv gjennomgikk hypertrofi. Neuroimmunokemisk typing av transplanterte celler i transplantasjoner viste hemmende GABA-energiske neuroner for å avsløre uttrykket av PARV-, CALB- og NPY-proteiner. Følgelig fortsetter mikromiljøfaktorer som støtter proliferasjon, migrasjon og spesifikk differensiering av nevrale multipotente celler i den modne hjernen.

I kultur av humane stamceller isolert fra hjerne periventrikulær 9 uker gamle embryoer, M. Alexandrova et al (2001) i den fjerde passasje nestinpozitivnyh funnet et stort antall av multipotente celler, noen som har gjennomgått differensiering in vitro og utviklet av neuronal typen, hvilket tilsvarte Resultater av forskning fra andre forfattere. Etter transplantasjon inn i hjernen av voksne rotter dyrkede humane stamceller mitotisk delt og migrert inn i stoffet i en heterolog mottaker hjerne. Ved celletransplantasjoner observert forfatterne to populasjoner av celler - små og større. Sistnevnte migrert både i parankymen og i fiberstrukturen til mottakerhjernen for ubetydelige avstander - innen 300 μm. Den lengste banen for migrasjon (opp til 3 mm) var karakteristisk for små celler, hvorav noen er atskilt i astrocytter som ble etablert under anvendelse av monoklonale antistoffer til GFAP. Begge typer celler ble funnet i veggen av den laterale ventrikkel, noe som indikerer at utgangen fra de transplanterte celler i den rostrale vandrende strøm. Astrocytic avledet nervestamcellene av både human og rotte migrerte hovedsakelig gjennom blodkapillarene og fiberstrukturer mottaker hjerne som faller sammen med data fra andre forfattere.

Analyse av differensiering av humane stamceller in vivo ved bruk av monoklonale antistoffer mot GFAP, CALB og VIM avslørte dannelsen av både astrocytter og nevroner. I motsetning til cellene fra rottegraftene var mange humane stamceller vimentin-positive. Følgelig ble ikke en del av de humane multipotente celler differensiert. Senere, de samme forfatterne viste at menneskelige nevrale stamceller ble transplantert uten bruk av immunsuppresjon etter under transplantasjon i rottehjerne i 20 dager uten tegn på immun aggresjon av gliacellene i modne hjernen.

Det ble funnet at selv neurale stamceller fra Drosophila prizhivlyayutsya og gjennomgå differensiering i hjernen er så fjernt fra i insekt taksa, som en rotte. Riktigheten av forfatterne av forsøket er det ingen tvil om: de transgene Drosophila linjene som inneholder gener som er av human neurotrofiske faktorer NGF, GDNF, BDNF, ble skutt inn i vektor under Casper Drosophila: Du sjokkpromotor, slik at pattedyrs kroppstemperatur anrop automatisk sitt uttrykk. Forfatterne identifiserte Drosophila-celler Produkt bakterielle galaktosidasegenet ved histokjemisk X-gal-farging. Dessuten viste det seg at neurale stamceller er Drosophila spesifikt reagerer på neurotrofiske faktorer, kodet av humane gener: en xenotransplantasjon av celler av de transgene linjer av Drosophila inneholdende GDNF genet i sin differensierende nervestamceller dramatisk økt syntese av tyrosinhydroksylase, og et gen som NGF celler aktivt produsert acetylkolinesterase . Lignende genzavisimye reaksjon indusert i xenograft transplantert allograft med ham embryonal nøytral vev.

Betyr dette at den spesifikke differensiering av nevrale stamceller er indusert av vidon-spesifikke nevrotrofiske faktorer? I henhold til resultatene forfatterne xenograft som produserer neurotrofe faktorer ha en spesifikk effekt på skjebnen til allotransplantater, som deretter utviklet mer intensivt og er 2-3 ganger større enn størrelsen av allografter, kom inn i hjernen uten tilsetning av xenotransplantater. Følgelig xenograft-celler som inneholder neurotrofinet gener, spesielt genet som koder for glial-avledet neurotrofisk faktor (GDNF) human utøve på utvikling av allograft vidonespetsifichesky virkning som ligner virkningen av den tilsvarende neurotrofin. Det er kjent at GDNF øket overlevelsen av dopaminerge neuroner i midthjernen embryonisk rotte og forbedrer metabolismen av dopamin ved hjelp av disse celler, og induserer differensiering av tyrosinhydroksylase-positive celler, å øke veksten av aksoner og nevroner økende kroppsstørrelse. Lignende effekter observeres i kulturen av dopaminerge nevroner i rotte midthjernen.

Etter xenotransplantasjon av humane neurale stamceller i hjernen av modne rotter, blir deres aktive migrasjon notert. Det er kjent at prosessen med migrasjon og differensiering av nevrale stamceller styres av et sett av spesielle gener. Initieringssignalet trekk forløperceller til toppen av differensiering gir et proteinprodukt av proto-oncogenet c-ret sammen GDNF. Det neste signalet kommer fra genmash-1, som styrer valget av banen til celleutvikling. I tillegg avhenger den spesifikke reaksjonen av differensierende celler av a-reseptoren av den ciliære nevrotrofiske faktor. Således er gitt en helt annen genetiske konstitusjon xenogene humane nervestamceller, og mottakeren rottehjerneceller, vil man forstå ikke bare vidonespetsifichnost neurotrofiske faktorer, men også den høyest evolusjonær konservering av gener som er ansvarlige for spesifikk differensiering av nevrale stamceller.

Blir mulig xenotransplantasjon embryonisk neyromateriala i nevrokirurgisk praksis å behandle neurodegenerative sykdomsprosesser på grunn av nedsatt syntese av myelin-oligodendrocytt sees. I mellomtiden er de mest intensivt neurotransplantasjon adresse problemer i forbindelse med innhenting av embryoniske eller modne allogen ledningen neurale stamceller i kultur fulgt av deres rettet differensiering til neuroblaster eller spesialiserte nerveceller.

Transplantasjon av neurale stamceller

For å stimulere proliferasjon og differensiering av nevrale stamceller til den voksne organismen kan transplanteres embryonal nøytral vev. Det er ikke utelukket at introdusert av allograft med stamceller i nervevev av embryoet i seg selv kan gjennomgå proliferasjon og differensiering. Det er kjent at etter ryggmargsskade regenerering av nerve ledere som bæres ved forlengelse av skadede axoner og aksonal spirende sikkerhet spiring av motoriske nevroner intakte. De viktigste hindringer for ryggmarg regenerering, er dannelse av bindevev skade på arret området, dystrofisk og degenerative endringer i de sentrale neuroner, NGF underskudd, og tilstedeværelsen i det berørte området myelin nedbrytningsprodukter. Det er vist at transplantasjon inn i den skadede ryggmargen av forskjellige celletyper - fragmenter av hoftenerven hos voksne dyr, embryonale occipital cortex, hippocampus, ryggmarg, Schwann-celler, astrocytter, mikroglia, makrofager, fibroblaster - bidrar til regenereringen av skadde axoner etter spiring og lar de nydannede axoner vokse via område av ryggmargsskade. Det er eksperimentelt vist at transplantasjon av føtalt nervevev av ryggmargsskade ved virkningen av neurotrofiske faktorer akselererer veksten av de berørte aksoner, hindrer dannelsen av glial arr og utvikling dystrofisk og degenerative prosesser i sentrale neuroner, mens celler transplantert embryonal nøytral vev som gjennomgår ryggmarg, integreres med tilstøtende vev og fremmer aksonal spirende gjennom det berørte området med dannelse av synapser dEN driticheskogo type spinal nevroner.

Dette området av regenerativ medisin og plast fått størst utvikling i Ukraina på grunn av arbeidet med det vitenskapelige teamet ledet av VI Tsymbalyuk. Først av alt, dette eksperimentell studie effekten av transplantasjon av embryonale nervevev av ryggmargsskade. I autologe perifere nerve mest markerte forandringer destruktive Forfatterne observerte et fjerntliggende tetning område hvor den 30. Dagen etter operasjonen ble de kombinert med arten av reparerende prosesser. Når allograft morphofunctional status av den implanterte nerven på den 30. Dagen ble karakterisert ved alvorlig nedbrytning av de fenomener av fettdegenerering og amyloidose i bakgrunnen fokal inflammatorisk infiltrasjon limfoidnokletochnoy med overveiende atrofi av Schwannske celler. Transplantasjon av embryonale neurale vev i stor grad bidratt til restaurering av ryggmargen ledning, spesielt i dyr, som operasjonen ble utført under de første 24 timer etter skaden: mot lindring av inflammatoriske-destruktive prosesser merket hypertrofi og hyperplasi av proteinsyntese og energoprodutsiruyuschih ultraelementer spinalnerveceller hypertrofi og oligodendrocytter hyperplasi, 50% reduksjon av amplituden av muskelen virkningspotensialet og 90% - hastighet holder momentum. Ved evaluering av effektiviteten av transplantasjon av føtalt nervevev transplantasjon avhengig av sonen er det blitt funnet at de beste resultater er observert når de administreres direkte inn i transplantasjon område av ryggmargsskader. Ved full kryssing av ryggmargen av foster nevrale vev transplantasjon har vist seg ineffektiv. Dynamiske studier har vist at den optimale tiden for transplantasjon av embryonisk nervevev er de første 24 timene etter en ryggmargsskade, mens en operasjon i løpet av uttales sekundære iskemiske og inflammatoriske forandringer som forekommer i 2-9 te dagen etter skaden, skal man være klar upraktisk.

Det er kjent at alvorlig skade kraniocerebralt provoserer en sterk og vedvarende aktivering av lipidperoksidasjon i de innledende og mellomliggende stadier av post-traumatisk periode i det skadede hjernevevet og i hele organismen, og gir også energimetabolismen i skadet hjerne. Under disse betingelser er podingen av føtalt nervevev, traumatisk skade bidrar til stabilisering av lipidperoksidasjon prosessene og øker kapasiteten for antioksidantsystemet i hjernen og hele organismen, øker antiradical beskyttelse i 35-60 th dagers posttraumatisk periode. På samme tid etter transplantasjon av embryonalt nervevev, blir energi metabolisme og oksidativ fosforylering i hjernen normalisert. Videre er det vist at den første dagen etter eksperimentell traumatisk hjerneskade skadet vev halvkule impedans reduseres med 30-37% av den kontralaterale - 20%, noe som indikerer utvikling av generaliserte cerebralt ødem. Hos dyr som gjennomgikk transplantasjon av føtalt nervevev ødem involusjon skjer mye raskere - allerede på den syvende dag den gjennomsnittlige verdien av impedansen av vev traumatiserte hemisfære nådde 97,8% av kontrollnivået. Og full restaurering av verdiene av impedansen på den 30. Dagen ble notert kun i dyr transplantert med embryonale nevrale vev.

Død av nervecellene i hjernen etter alvorlig traumatisk hjerneskade er en stor bidragsyter til utviklingen av posttraumatiske komplikasjoner. Spesielt utsatt for skade nerveceller integrere dopaminerge og noradrenerge systemer, midthjernen og medulla. Redusere nivåene av dopamin i striopallidarnoy kompleks og cerebral cortex øker betydelig risikoen for bevegelsesforstyrrelser og psykiatriske forstyrrelser, epileptiske tilstander, og en reduksjon av dopamin produksjon i hypotalamus, kan være årsaken til en rekke autonome og somatiske forstyrrelser observert i fjerntposttraumatisk periode. Resultatene av studier i eksperimentell traumatisk hjerneskade antyder at transplantasjon av føtalt nervevev bidrar til restaurering av dopamin i den skadede hemisfære av hjernen, dopamin og noradrenalin - i hypothalamus, så vel som å øke nivåene av noradrenalin og dopamin i midthjernen og medulla. Videre, som et resultat av transplantasjon av embryonal nøytral vev i dyremodeller av hjerneskadede halvkule normaliserte andel av fosfolipider og øket fettsyreinnhold (C16: 0, C17: 0, C17: 1 C18: 0, C18: 1 + C18: 2, C20 : 3 + C20: 4, C20: 5).

Disse dataene bekrefter stimuleringen av regenerative-plastprosesser ved transplantert embryonalt nevralvev og indikerer en reparativ-trofisk effekt av transplantatet på mottakers hjerne som helhet.

Spesiell oppmerksomhet bør gis til klinisk erfaring hos ansatte ved Institutt for neurokirurgi. AP Romodanova AMS i Ukraina på transplantasjon av embryonalt nervevev i barns cerebral parese - en ekstremt kompleks patologi med brutale brudd på motorfunksjonen. Kliniske former for infantil cerebral parese er avhengig av nivået på skade på de integrerte strukturene som er ansvarlige for reguleringen av muskeltonen og dannelsen av motorstereotyper. Foreløpig er det rikelig med bevis som tyder på at brudd på motorikk og muskel tone er viktige patologiske endringer i systemet striopallido-thalamocortical motorstyring. Den striospallidale lenken i dette systemet utøver en kontrollerende funksjon gjennom den nigrostri- nære produksjonen av dopamin. Direkte banen begynner å gjennomføre kontroll av thalamocortical neuroner skall mediert gammaaminomaslyanoy syre (GABA) og substans P og projiseres direkte til motoren område av det innvendige segment av globus pallidus og substantia nigra. Indirekte bane hvis virkning er realisert som involverer GABA og enkefalin, stammer fra skallet nevroner og påvirker kjernen i basalgangliene via forbindelsen sekvens som omfatter ytre segment av globus pallidus og subthalamicus kjerne. Forstyrrelser i ledningsevnen til den direkte bane forårsaker hypokinesi, mens en reduksjon av ledningsevnen til strukturen i den indirekte banen fører til hyperkinesi med tilsvarende endringer i muskeltonen. Integriteten av GABAergiske trasé på ulike nivåer i systemet av motorisk kontroll og integrering av dopaminergiske forbindelser til skallet nivået er viktig for regulering av thalamocortical interaksjoner. Den vanligste manifestasjonen av motorpatologi i ulike former for infantil cerebral parese er et brudd på muskeltonen og en nært relatert forandring i muskelens refleksaktivitet.

Transplantasjon av embryonalt nevralvev i barns cerebral parese krever en nøye analyse av arten av skade på hjernestrukturene. Basert på bestemmelsen av dopamin og GABA inn i det subarachnoide cerebrospinalvæske forfattere har beskrevet graden av integrasjon av funksjonelle forstyrrelser av hjernestrukturer, noe som gjør det mulig å objektivisere resultatene av kirurgiske inngrep og for å korrigere gjentatt neurotransplantasjon. Føtalt nervevev (abortny materiale 9 ukers embryo) ble transplantert inn i parenchyma av hjernebarken PreCentral gyrus av de cerebrale hemisfærer, avhengig av alvorlighetsgraden av atrofiske endringer. I den postoperative perioden ble det ikke observert komplikasjoner eller forverring av pasientene. Positive dynamikk ble observert i 63% av pasientene med spastiske former, 82% av barn med atonisk-estetisk form og bare i 24% av pasienter med leddsykdom. En negativ effekt på resultatene av operasjonen av et høyt nivå av neurosensitivitet med nærvær av autoantistoffer mot nevropesifikke proteiner ble etablert. Ineffektiv transplantasjon av embryonale nevrale vev dukket opp hos pasienter i alderen 8-10 år og eldre, samt hos pasienter med alvorlig hyperkinetisk syndrom og episindroma. Klinisk effekt av transplantasjon av embryonal nøytral vev hos pasienter med spastiske av cerebral parese manifestert statomotornyh dannelsen av nye ferdigheter og vilkårlige bevegelser ved korreksjon av patologiske bevegelsesmønstre og en reduksjon i graden av spastisitet unormale stillinger og holdninger. Forfatterne mener at den positive effekten av transplantasjonen av embryonale neurale vev er resultatet av den normaliserende virkning på den funksjonelle aktiviteten til supra strukturer som er involvert i reguleringen av tonen i stillinger og frivillige bevegelser. I dette tilfellet er den positive kliniske effekten av transplantasjonen av embryonal nøytral vev ledsaget av en nedgang i innholdet av neurotransmittere i subarachnoid spinalvæske, noe som indikerer at gjenvinnings integrerte interaksjoner påvirket hjernestrukturer.

Det er en mer alvorlige former for nevrologisk sykdom - minimalt bevisst tilstand, problemet med behandling av, som dessverre er langt fra å bli løst. Representerer et minimalt bevisst tilstand polyetiology subakutt eller kronisk tilstand som følge av tunge organiske CNS lesjoner (hovedsakelig cortex), og karakterisert ved utvikling og panapraksii panagnozii ved forholdsvis lagret funksjon segmentseksjoner stem formasjoner og limbiske hjerne retikulære kompleks. Oppfølgingsstudier (1 til 3 år) viste at den minimalt bevisst tilstand er ikke den endelige diagnose av varige skader på nervesystemet hos barn, og blir omformet til et organisk eller demens, eller kronisk vegetative tilstand. I Institutt for rehabilitering nevrokirurgi ved Institutt for neurokirurgi. AP Romodanov Sciences of Ukraina 21 pasienter med konsekvenser apallic syndrom transplantasjon av embryonal nøytral vevet ble utført. Under generell anestesi kronen kutter burr hull ble påført over et område av de mest markante atrofiske endringer identifisert i datamaskinen eller magnetisk resonans billeddannelse, og i nærvær av diffus atrofi av grå eller hvit substans innføres i pode og en sentral PreCentral gyrus av hjernen. Etter å ha åpnet dura mater stykker av 8-9 uker gamle fosteret vev Huskeliste sensorisk cortex intracortical implantert ved hjelp av en spesiell enhet. Antallet prøver av det implanterte vev er fra 4 til 10, som er bestemt av mengden og størrelsen av grad hull lokale endringer medulla. I motsetning til andre typer patologi ved apallic syndrom, forfatterne forsøkt å implantere så mange fostervev i de mest rimelige områder av hjernen. Dura materen ble suturert, plasten av skallenes defekt ble laget. Under operasjonen alle pasienter viste markerte forandringer begge cortex (atrofi, manglende vindinger, misfarging og pulsering medulla), og hjernehinnene (fortykkelse av dura mater, en betydelig fortykning av arachnoid membranen med å ha sin egen blodårer, fusjon skall med det underliggende hjernestoffet). Disse endringene var mer uttalt i pasienter med en historie var det indikasjoner på de overførte inflammatoriske hjerneskader. Hos pasienter som gjennomgikk CNS-hypoksi, dominert av diffuse atrofiske forandringer i hjernen substans, spesielt cortical avdelinger, med en økning i det subarachnoide plass, uten vesentlige endringer i membranene i hjernen. Halvparten av pasientene viste økt blødning av bløtvev, bein, hjernesubstans. Etter drift i perioden fra seks måneder til tre år, har den tilstand forbedret i 16 pasienter, fem pasienter forble uendret. Positiv dynamikk ble observert både fra motoren og den mentale sfæren. Muskeltonus er redusert i ti pasienter og pasientens fysiske aktivitet øket (redusert parese, forbedret bevegelseskoordinering), den manipulerende evne av armene signifikant økt i fem barn. Fire pasienter redusere hyppigheten og alvorlighetsgraden av epileptiske anfall og ett barn for hele perioden av observasjon av anfall etter operasjonen ikke eksisterte. Aggressivitet redusert i to barn i to pasienter med alvorlig slagflaten fall forbedret svelge, to barn var i stand til å tygge på egen hånd innen 2 uker etter operasjonen. Det bemerkes en reduksjon i alvorlighetsgraden av psykiske lidelser, ni barn etter operasjonen ble mer ro, søvn og oppmerksomhet forbedret i sju pasienter. Tre pasienter med konsekvenser apallic syndrom begynte å kjenne sine foreldre, en - å følge instruksjonene, to - for å si ordene, tre hadde redusert grad av dysartri. Forfatterne oppmerksom på at en betydelig forbedring hos pasienter starter etter 2 måneder etter operasjonen, når et maksimum på 5-6 måneder, deretter frekvensen av forbedringen er bremse ned og på slutten av året, 50% av pasientene ferd med å stabiliseres. Positiv effekt neurotransplantasjon tjente som grunnlag for reoperasjon på seks pasienter med konsekvenser apallic syndrom, men på den andre halvkule av hjernen. Teknikker og andre transplantasjon metodikk var identiske med de av den første operasjonen, men den kliniske effekten av det andre trinnet var lavere, selv om det ikke skjer etter den første og etter andre kirurgi alvorlige komplikasjoner. Ifølge forfatterne, den terapeutiske virkningsmekanismen forbundet med neurotransplantasjon neurotrofisk innflytelse transplantert embryonale neurale vev som inneholder en stor mengde av vekst, hormonelle og andre biologisk aktive stoffer å fremme reparasjon av skadede neuroner og plast omstilling mottaker hjernevev. Det er ikke utelukket og aktiverende virkning på aktiviteten av nerveceller som har blitt bevart morfologisk, men tapt på grunn av den funksjonelle aktiviteten av sykdommen. Det er raskt neurotrophic effekten kan forklares med forbedring av slagflaten funksjoner i noen barn på slutten av den første eller andre uke etter operasjonen. Det antas at i tillegg til de av den tredje fjerde måned mellom transplantatet og verten hjerne er etablert morfo-funksjonell kommunikasjon gjennom hvilken neyrotransplantat erstatter funksjonen av døde hjerneceller, som er substratet for forbedring av både motor og mentale funksjoner hos pasienter.

Effekt transplantasjon føtalt nervevev for omstilling interneuronal bindinger studert eksperimentelt. Forfattere på hvite rotter ved anvendelse av et lipofilt fluorescerende koder DIL (1,1-dioktadecyl-3,3,3 \ 3'-tetrametilindokarbotsianina perklorat) og konfokale laserskanningsmønstre studert utvinning intermodule aksonale forbindelser i sonen for mekanisk skade på hjernebarken på embryotransplantasjon bakgrunn nervøs vev og uten det. Det funnet at innføring av føtalt neuralt vev inn i et skadet område gir axon vekst, som etter å ha passert gjennom transplantatet er forbundet til den tilstøtende hjernevevet, mens den uten transplantasjon av foster nervevev skadesone er for dyrking av aksoner uoverstigelig hindring. I dette arbeidet, transplantasjon av embryonale (15-17 th dag av svangerskapet) neocortex. Våre resultater - Ytterligere bevis i favør av en aktiv påvirkning embryonal nøytral vev pode på post-traumatisk omstilling interneuronal forholdet tilstøtende strukturelle og funksjonelle moduler av den cerebrale cortex. Transplantasjon av embryonale neurale vev gir delvis gjenvinning av forholdet mellom de atskilte deler av skade på hjernebarken gjennom dannelsen av gunstige betingelser for veksten av aksoner i den sone av pode neyrotrofichoskih faktorer. Eksistensen av en slik effekt ikke er bevist eksperimentelt og diskutert i litteraturen som bevis på høy plast muligheter for den skadede hjernen hos voksne dyr. I denne forbindelse, er celletransplantasjon nå betraktet som den optimale terapeutisk strategi for å gjenopprette funksjonen av skadede human CNS.

Våre data om effektiviteten føtalt hjerne-nervevev som eksogent transplantasjon medium for aksonale vekstmuligheter attest målrettet opprettelse av kommunikasjonsforbindelser mellom de tilstøtende intakte deler av hjernen. Selve arbeidet synes å studere effekten av transplantasjonen av nervevev på dynamikken i CNS-funksjonelle parametrene, hvis oppgave var å undersøke effekten av transplantasjonen av føtale favoritter locus coeruleus (LC) på morphofunctional indikatorer LC neuroner og registreringer av lokomotorisk aktivitet mottakere. Mottakere var kvinnelige Wistar rotter, givere - 18-dag gamle embryoer av rotter av samme linje. Transplantasjon av embryonisk LC ble utført i hulrommet i hjernens tredje ventrikel. Histologisk oppdaget transplantasjons engraftment i 75% av mottakerdyrene. Ved engraftment hvilte graften på ventrikelveggen, fylte 1 / 5-2 / 5 av lumen, og var levedyktig. Etter 1 og 6 måneder etter operasjonen, er det transplanterte nervevev morfologisk karakteristiske struktur som ville oppstå når den normale ontogenetisk utvikling, er at den LC struktur. Våre data viser at hos dyr som var blitt transplantert føtalt fliken LC varierer dynamisk aktivitet og økt aktivitet av matriks LC cellekjerner kromatin. Følgelig oppstår intensivering av aktiviteten til nevronene i den egen LC, men implantatgraften er også funksjonelt aktiv. Det er kjent at den såkalte lokomotoriske regionen i midbrainen sammenfallende faller med lokaliseringen av LC. Forfatterne mener at basis for endringer i bevegelsesaktivitet hos resipientrotter er aktiveringen av LC-celler, både proprietære og pode, med fordeling som et resultat av store mengder av noradrenalin, inkludert i ryggmargssegmenter. Således antas det at økningen i lokomotorisk aktivitet i transplantasjon LC-betingelsene i et intakt dyr hjernen på grunn av tilstedeværelse av funksjonelt aktivt transplantasjon integrert med hjernen til mottakeren, og å bidra til aktivering av den lokomotoriske aktivitet hos rottene.

Videre er det vist at transplantert embryonale neuroepithelial celler bokmerker neocortex og ryggmargen overleve og differensiere i neuroblasts, unge og modne nevroner innen 1-2 måneder etter transplantasjon i den skadde isjiasnerven for voksne rotter. I studiet av dynamikken i NADRN positive neuroner bokmerker embryonale ryggmarg og neocortex rotte heterotope allografter (15 rotte embryo daglig) for lengdesnitt gjennom hoftenervene hos rotter-mottakere viste innpoding fra 70 til 80% neyrotransplantatov som var avhengig av tidspunktet for observasjon. Neuroblaster uni- og bipolar form med avrundede kjerner lyse og ett eller to nucleoli begynner å dannes i transplantatene på en uke etter operasjonen, som ble fulgt av dannelse av klyngene. Blant neuroblasts forfatterne ikke klarte å påvise celler som inneholder NADPH-diafopazy (NADPH-d). Etter 7 dager med NADPH-positive var kun cellulære elementer i blodårene - endotelceller i kapillærene i det indre av pode og endotel og vaskulære glatte muskelceller i hoftenerven hos mottakeren. Ettersom det i vaskulære glatte muskelceller, induksjon av NO-syntase (NOS) inntreffer under påvirkning av IL-1, forfatterne tilskriver utseendet av NADPH-positive glatte muskelceller i blodkar i isjiasnerven til tilstedeværelse av IL-1 syntetisert i den skadede nerve stammene. Det er kjent at i forhold neyronogenez transplantasjon av føtale hjerne bokmerker synkronisert med utviklingen av nevroner in situ. Resultater av morfologiske studier tyder på at differensiering av nerveelementene transplantere syv dager etter transplantasjon tilsvarer celledifferensiering lignende til hjernen av nyfødte rotter. Således, i en heterotopisk transplantasjon i en perifer nerve transplantert embryo nerveceller som oppviser evne til å syntetisere NADPH-d. I de spinale margtransplantater avdekker flere neuroner som inneholder NADPH-d, grafts enn i neocortex, men syntesen av nitrogenoksid i det transplanterte neuronene begynner senere enn utviklingen in situ. I sentralnervesystemet hos virveldyr NOS-positive celler vises så tidlig som svangerskapsperioden. Det antas at NO bidrar til dannelse av synaptiske forbindelser i den utviklende hjerne, og tilstedeværelsen av NOS-positive nerve afferenter som gir neuroblasts NO-syntese i lillehjernen, stimulerer migrering og differensiering av nerveceller, hvorved det dannes Cytoarchitectonics normal hjerne. Den viktige rollen av NO i sinapsogeneze installert i Tectum - NOS-positive nevroner var bare de som hadde de synaptiske forbindelser med netthinnens celler.

Det er kjent at nitrogenoksid er en av regulatorene av hjernevirksomhet, hvor den dannes av arginin under påvirkning av NO-syntase, som har diaphorøs aktivitet. I CNS syntetiseres N0 i endotelceller av blodkar, mikroglia, astrocytter og i nevroner i ulike deler av hjernen. Etter traumatisk hjerneskade, samt hypoksi og iskemi, er det en økning i antall neuroner som inneholder NO, som er en av regulatorene for cerebral blodstrøm. Gitt N0s evne til å indusere synapsogenese, er studien av dannelsen av NO-holdige celler i forhold til nevrotransplantasjon på bakgrunn av traumatiske skader på mottakerens nervesvev av særlig interesse.

Det er like viktig å studere innflytelse på neurotransplantasjon betinget refleks stereotyp atferd. I forsøk på å studere innflytelsen av fjerne og intracerebral (mellom CII og CIII) podinger av embryonale blålige flekker (17-19 th dag av svangerskapet) og lagerinnholdet av katekolaminer prosesser i rotter med ødelagt frontotemporal neocortex vist at elektrolyse skade frontotemporal cortex gir stereo betinget refleks følelsesmessig unngåelsesrespons (hukommelse), reduserer den fysiologiske aktivitet, reduserer mengden av noradrenalin i det kortikale sone av det koagulerte men øker slik at dens nivå i hypotalamus, hvor en reduksjon i konsentrasjonen av adrenalin, men i blodet og binyrene dens kvantitet øker.

Som et resultat av intracerebral transplantasjon av embryonale vev blåaktig flekker på 81,4% av dyrene gjenvunnet stereotypi betinget følelsesmessig refleks unngåelsesrespons, svekket elektrolytisk skade på fronto-tid-områdene i den cerebrale cortex normalisert adrenalin i midthjernen retikulære formasjonen, hypothalamus og neocortex og hippocampus til og med øker dens nivå, kombinert med en reduksjon i blodkonsentrasjon av adrenalin.

Fjernt transplantasjon av embryonale vev blåaktig flekker fremmer ikke bare gjenopprettelse av svekket stereotypi betinget følelsesmessig refleks unngåelsesreaksjon hos rotter med lesjoner i elektrolyse frontotemporal cortex, men øker også innholdet av noradrenalin og adrenalin, hovedsakelig i hypothalamus, blod, hjerte og binyrer. Det antas at dette er på grunn av pode vaskularisering, gjennomtrengning av neurotransmittere i blodet, og deres passasje gjennom blod-hjerne-barrieren og aktiveringsmekanismer adrenalin-gjenopptaksinhibitor og noradrenalin-opptak av typene 1, 2, 3. Forfatterne mener at stabilisering av lange noradrenalin-nivåer i en innpodingen og funksjon pode kan betraktes som et fenomen av sin progressive frigjøring av neuroner i minimale doser blålige flekker.

Positive kliniske effekter av transplantasjon av embryonal nøytral vev kan være på grunn av evnen og den sistnevnte påvirkning prosesser av dannelse av nye blodårer i reguleringen av direkte deltakelse av vekstfaktorer og cytokiner. Aktivert vaskulogenese angiogene vekstfaktorer - vaskulær endotelial vekstfaktor (VEGF), FGF, PDGF og TGF, som blir syntetisert i løpet av ischemi tjener opprinnelsespunkt av angiogenese. Det er bevist at uttømming av vaskulære vekstpotensial opptrer i aldringsprosessen i kroppen som spiller en viktig rolle i patogenesen av sykdommer så som koronar hjertesykdom og aterosklerose i de lavere ekstremiteter. Vevets iskemi utvikler seg og med en rekke andre sykdommer. Innføring av angiogene faktorer i ischemi sone (terapeutisk angiogenese) stimulerer veksten av blodårer i ischemisk vev og forbedrer mikrosirkulasjonen på grunn av utviklingen av sikkerhet sirkulasjon, noe som i sin tur øker den funksjonelle aktiviteten til det påvirkede organ.

Den mest lovende for klinisk bruk er VEGF og FGF. Resultatene fra de første randomiserte forsøkene viste seg å være oppmuntrende, spesielt gitt det riktige valget av optimale doser og administreringsmåter for angiogene faktorer. I denne forbindelse har en eksperimentell evaluering av den angiogene aktiviteten til et ekstrakt isolert fra humant embryonalt hjernevev blitt utført. Vi brukte abortny materialet som ble oppnådd ved den tjuende uke av svangerskapet og behandlet ved fremgangsmåten ifølge I. Maciog et al (1979) i modifikasjon ANRF IC. Dette stoffet er en analog av "Endotelcellevæksttilskudd" ("Sigma") og er en naturlig blanding av humane angiogene faktorer, som inkluderer VEGF og FGF. Forsøkene ble utført på rotter med modeller av iskemi av vevet i bakbenet og myokardiet. Basert på forskning av alkalisk fosfatase-aktivitet i eksperimentelle dyr behandlet med ekstrakt embryonale neurale vev, viste en økning i antallet kapillarer pr arealenhet av myokard - i både den langsgående og tverrgående til de skiver av hjertet. Angiogen aktivitet av medikamentet, vist ved direkte innføring i ischemiske sonen, og i tilfelle av systemisk (intramuskulær) administrering, noe som førte til en reduksjon i det gjennomsnittlige område av post-infarkt arret.

I enhver utførelsesform, er transplantasjon av embryonale neurale vev ytterst viktig å velge den riktige svangerskapsperioden transplantert embryonale materiale. Sammenlignende analyse av cellulære preparater fra vehtral mesensefalon 8-, 14- og 16 til 17 dager gamle embryonale rotter tre måneder etter intrastriarnoy neurotransplantasjon kjønnsmodne rotter med parkinsonisme i et test apomorfinindutsirovannoy motor asymmetri avslørte betydelig høyere effektivitet cellepreparater CNS-8-dagers embryo og den minste - fra 16-17-dagers embryonale nevrale vev. De oppnådde data ble korrelert med resultatene histomorphological analyse, særlig med dimensjoner på transplantater, glial reaksjon alvorlighetsgrad og antall av dopaminerge nevroner i dem.

Forskjeller terapeutiske effekt av føtale nervevev celler kan være forbundet med den grad av engasjement og umodne cellene selv, og deres respons på forskjellige vekstfaktorer, som er allokert i området av den induserte dopaminerge neuroner skade. Spesielt er virkningen av EGF og FGF2 i utviklingen av nevrale stamceller in vivo telencefalon forekommer på forskjellige stadier av embryogenesen. Neuroepithelial celler 8,5-dager-gamle museembryoer når de dyrkes in vitro til å proliferere i serumfritt medium i nærvær av FGF2, men ikke EGF, som kun reagerer stamcellepopulasjon isolert fra hjernen til embryoene på senere stadier av utviklingen. På samme tid, neurale stamceller proliferere som reaksjon på hver av disse mitogener og vekst additivt øke ved tilsetning av FGF2 og EGF i kulturer av planting lav celletetthet. Det antas at EGF-reaktive nevrale stamceller germinal sone 14,5 dager gamle museembryoer er lineære etterkommere av FGF-reaktiv neurale stamceller, som først vises etter 8,5 dagers drektighet. Potensiell fenotype nevrale stamceller og forløperceller er avhengig av den komplekse innflytelse deres mikro. Når immunfenotyping av nerveceller og hippocampus-områdene periventrikulær 8-12- og 17-20 uker gamle menneskeembryoer ved strømnings cytofluorometri avslørte betydelig variabilitet forbundet både med svangerskaps alderen og den individuelle konstitusjonelle egenskaper donor biomateriale. Ved dyrkning av neurale forløperceller i serumfritt medium med en selektiv EGF, FGF2 og NGF neurosfærer dannet med en hastighet som i det vesentlige er uavhengig av drektighetsperioden. Celler av forskjellige hjerneområder 5-13 ukers menneskelig embryo på kort dyrking med FGF2 hos monokulturer på laminin substrat i nærvær av spormengder av vekstfaktorer som støtter spredning i 6 uker med en høy prosentandel nestinpozitivnyh cellene mot en bakgrunn av spontan dannelse av celler med markører av alle tre linjer neural differensiering. Celler isolert fra human mesensefalon under embryo svangerskapet over 13 uker for å proliferere under påvirkning av EGF og også danne neurosfærer. Takket være kombinasjonen av EGF og FGF2 ble det oppnådd en synergistisk effekt. Den mest intense proliferasjon av neurale stamceller er observert med utseendet av neurosfærer når dyrkede vevet cerebral cortex fra 6-8 uker gamle embryoer i nærvær EGF2, IGF1 og 5% hesteserum på et substrat med fibronektin.

Det bør bemerkes at problemstillinger knyttet til svangerskapslengde og Institutt for embryonale CNS vev er å foretrekke å bruke i den hensikt å neurotransplantasjon forbli åpen. Svarene er å finne i den utviklende hjerne neurogenese, som fortsetter gjennom den svangerskapsperioden - innenfor den tidsramme når epitelet av det nevrale røret danner en flerlagsstruktur. Det antas at kilden av stamceller og nye nerveceller radial gliacelle som er sammensatt av langstrakte celler med lange prosesser, radielt rettet i forhold til veggen av hjerne vesikler, og i kontakt med den indre overflate av ventriklene og de ytre vegger av cerebral pia overflate. Tidligere radiale glia utrustet bare en funksjon av neuronal tarmkanalen, ved hvilken migrasjon av neuroblasts fra den ventrale overflate i seksjoner, og gir den et rammeverk rolle i dannelsen av den korrekte laminære organiseringen av hjernebarken. I dag er det fastslått at utviklingen av radial glia er transdifferensiert til astrocytter. Mye av den reduseres i pattedyr etter fødselen, men slike dyr hvor den radiale glia vedvarer gjennom voksenlivet neyronogenez aktive strømmer, og i en periode etter fødselen.

I kulturen av celler fra radiale gliale embryoniske gnager neokortikale dannet neuroner og gliaceller, og på drektighetsembryoutvikling fra 14 til 16 dager (periode av maksimal intensitet neyronogeneza i den cerebrale cortex hos mus og rotter) dannet hovedsakelig neuroner. På den 18. Embryogenesedagen skiftet differensiering mot astrocytdannelse med en signifikant reduksjon i antall nydannede nevroner. Merking in situ radiale gliaceller ved hjelp av GFP tillatt å påvise bobler i hulrommet hjerne 15-16 dager gamle rotteembryo asymmetrisk fordeling av merkede celler med utseendet til datterceller som har immunologiske og elektrofysiologiske egenskapene til neuroblaster. Det er bemerkelsesverdig at, i henhold til resultatene av dynamiske observasjoner som oppstår neuroblasts anvender modercellen radiale gliaceller til å migrere til overflaten av pia.

Den endogene markøren for radial glia er proteinet av intermediære neustinfilamenter. Ved fluorescerende cellesortering ved strømningscytometri merket med et retrovirus i forbindelse med GFP og uttrykkes under kontroll av nestin, det demonstrert at stamcellene i gyrus dentatus regionen av hippocampus og chyle person (materiale, ble oppnådd ved kirurgi for epilepsi) uttrykker nestin. Følgelig refererer de til den radiale glia, som i mennesker, som i andre pattedyr, bare beholdes i dentate gyrus.

Imidlertid er effektiviteten av celletransplantasjon avhenger ikke bare høy levedyktighet av donorcellene og deres potensial og differensierende trekk erstatte defekte celler, men først og fremst er rettet migrasjon. Det er fra migrasjonsevnen at den fulle funksjonelle integrasjonen av de transplanterte cellene avhenger - uten forstyrrelser i cytoarkitektonikken til mottakers hjerne. Siden radial gliacelletype i barselperioden er nesten helt utsatt for reduksjon, bør finne ut hvordan de voksne mottakere av donorceller kan flytte fra området for transplantasjon i midten av hjerneskade. Det er to versjoner av migrering av celler i det sentrale nervesystem, uavhengig av den radielle glia: fenomenet med tangential vandring eller bevegelse av neuroblasts i utvikling av den cerebrale cortex vinkelrett på den radiale glial-nettverket, samt migrering av "streng" eller "kjede". Særlig vandring av neurale forløperceller i den rostrale subventricular sonen forekommer i luktelappen som en sekvens av tett sammenhengende celler omgitt av gliaceller. Det antas at disse celler anvender partnerceller som et migrerings substrat, slik som hovedregulator av celle-celleinteraksjoner er PSA-NCAM (neuralt adhesjonsmolekyl polisialirovannaya celler). Følgelig krever migrasjon av nevroner ikke nødvendigvis deltakelse av radial glia eller eksisterende aksonalbindinger. Vneradialnaya form for celle bevegelse "streng" av rostrale trekkende strøm opprettholdes gjennom hele livet, noe som indikerer en reell mulighet for målrettet levering av transplanterte nevrale stamceller til modne nervesystemet.

Det er en hypotese om tilstedeværelsen av stamcellelinjer i ontogeny av hjernen, i henhold til hvilken i de tidlige stadiene av hjernens utvikling Stamceller er celler i neuroepithelium, som i ferd med å modnes i transdifferentiate radial gliaceller. I voksen alder, rollen av stamceller utføre celle viser tegn til astrocytter. Til tross for en rekke kontroversielle problemer (uenighet angående stamceller i hippocampus, samt i de dype deler av hjernen som ikke har en lagdelt struktur av jordskorpen og er utvikling av talamiske hauger, hvor den radiale glia er fraværende), et klart og enkelt konsept av rekken av fenotypen av stamceller under ontogenetiske utseende veldig attraktivt.

Effekten av mikromiljøfaktorer på bestemmelse og etterfølgende differensiering av nevrale differensielle celleceller er tydelig demonstrert ved transplantasjonen av stamceller fra den modne rotte ryggmargen i forskjellige deler av det modne nervesystemet. Når stamceller ble transplantert i dentate gyrus eller inn i området for migrasjon av neuroner av olfaktoriske pærer, ble aktiv transplantasjon av cellene til en rekke neuroner observert. Transplantasjon av stamceller i ryggmargen og i området av hippocampus resulterte i dannelsen av astrocytter og oligodendrocytter, mens i transplantasjon i gyrus dentatus ble dannet ikke bare gliaceller, men også neuroner.

I en seksuelt moden rotte kan antall delende celler i dentate gyrus nå flere tusen per dag - mindre enn 1% av det totale antall kornceller. Neuroner står for 50-90% av cellene, astrocytter og andre glial elementer - ca 15%. De resterende cellene har ikke antigeniske tegn på nevroner og glia, men de inneholder antigener av endotelceller, noe som indikerer et nært forhold mellom neuronogenese og angiogenese i dentat gyrus. Proponenter av muligheten for å differensiere endotelceller til neuronal stamceller refererer til endotelcelles in vitro for å syntetisere BDNF.

Imponerende hastighet egen sammensetning av nevrale nettverk: i ferd med differensiering av progenitorceller migrerer granulceller i gyrus dentatus og danner spirer som vokser mot sonen SAZ hippocampus-synapser og danner med glutamatergisk pyramidale neuroner og hemmende innskutte. Nydannede korn celler integreres i eksisterende nevrale kretser i 2 uker, og de første synapser vises allerede 4-6 dager etter fremveksten av nye celler. Ved hyppig administrering modne dyr BrdU eller 3H-tymidin (en måte å identifisere voksne stamceller) detekteres et stort antall av merkede neuroner og astrocytter i hippocampus, hvilket antyder muligheten av dannelse av nye neuroner ikke bare i gyrus dentatus, men også i andre deler av hippocampus. Interessen for prosesser av divisjonen, differensiering og død av celler i dentate gyrus av hippocampus i hjernen modne grunn av det faktum at de fremvoksende her nevroner er lokalisert i et av de viktigste stedene i hippocampus, som er ansvarlig for læring og hukommelse prosesser.

Således finnes som fra celler subependimnoy sone av sideventrikkelen modne gnagere forekomme neural-forløperen cellene migrerer langs den rostrale vandrende strøm, dannelse av langsgående orienterte astrogliale celler til luktelappen, hvor de er innleiret i laget av korn celler og differensierer til neuroner som struktur. Vandringen av forløperceller nevrale celler som finnes i de rostral vandrende strøm voksen aper, noe som antyder muligheten for dannelse av nye neuroner i luktelappen primater. Neurale stamceller isolert fra voksen luktelappen og oversatt i en linje, klonet celler som differensierer til neuroner, astrocytter og oligodendrocytter. Stamceller er funnet i modne hjerne hippocampus hos rotter, mus, aper og mennesker. Neurale stamceller subgranular sone av dentate fascia er en kilde til forløperceller som migrerer i de mediale og laterale lemmer av hippocampus, hvor de differensierer til modne korn-celler og glial-elementer. Aksoner dannet de novo dentate gyrus nevroner spores tilbake til feltet SAZ, noe som indikerer at de nydannede nerveceller involvert i gjennomføringen av hippocampus funksjoner. I de assosiative områder av neocortex av voksen hjerne ape funnet forløperceller av nerveceller som migrerer fra subventricular sonen. Den nye lag VI i hjernebarken pyramidale neuroner ny mus avslørte gjennom 2-28 uker etter indusert skade og død av neuroner innfødte dette laget på grunn av migrasjon dormantnyh tidligere stamceller i subventricular sonen. Til slutt blir det faktum postnatal neyronogeneza i den menneskelige hjerne viser en to-gangers økning i antall kortikale nevroner, fortsatte i løpet av de første 6 år etter fødselen.

Uten liten betydning for praktisk celletransplantasjon er spørsmålet om regulering av prosessene for reproduksjon og differensiering av nevrale stammer og stamceller. Den høyeste verdi blant de faktorer som demper proliferasjonen av neurale forløperceller har glukokortikoid, noe som drastisk reduserer antall delinger, mens fjerning av binyrene, tvert imot, øker antallet mitose (Gould, 1996) i betydelig grad. Det er bemerkelsesverdig at den morfogenese gyrus dentatus hos gnagere er mest intens i løpet av de første to ukene av postnatal utvikling i fravær av reaksjon på stress på bakgrunn av en kraftig nedgang i produksjon og sekresjon av steroidhormoner i binyrebarken. Kortikosteroider hemmer migrering av cellekorn - nye nevroner integrerer ikke i granulatlaget av dentate gyrus, men forblir i chylus. Det antas at prosessene for synaptisk bindingsdannelse samtidig brytes. Beskyttelse av celler fra slike "steroid aggresjon" utført av den minimale ekspresjon av mineralske og glukokortikoid-reseptorer på prolifererende celler, bønner, ikke bare i løpet av utviklingen av dentate gyrus, men også i modne dyr. Ikke desto mindre, av alle neuronene i hjernen hippocampalneuroner er kjennetegnet ved det høye innhold av glukokortikoid-reseptoren, noe som forårsaker stress på hippocampus. Psykoterapeutisk stress og stressende situasjoner hemmer nevrononese, og kronisk stress reduserer dyrets evne til å lære nye ferdigheter og lære. Den mer utprøvde negative effekten av kronisk stress på nevonogenese er ganske forståelig, gitt den overveiende sovende tilstanden til nevrale stamceller. Når immobilisering av gravide rotter (gnager - supramaksimal spenning faktor) er angitt som prenatal spenning også fører til en reduksjon i antallet celler i dentate gyrus og i det vesentlige inhiberer neyronogenez. Det er kjent at glukokortikoider er involvert i patogenesen av depressive tilstander, som er den morfologiske tilsvarende bremse neyronogeneza, patologisk neuronal omstilling og interneuronal forbindelser, samt død av nerveceller. På den annen side, antidepressive kjemoterapeutiske midler aktiverer dannelsen av nevroner i de novo, noe som bekrefter at koblingen mellom prosesser av dannelse av nye nerveceller i hippocampus og utviklingen av depresjon. En betydelig innvirkning på neyronogenez har østrogen, effekten av disse er motsatt til virkningen av glukokortikoider, og er for å understøtte proliferasjon og overlevelse av nervestamceller. Det skal bemerkes at østrogener øker dyrenes evne til å lære å øke. Noen forfattere som påvirker østrogener, forbinder sykliske endringer i antall cellekorn og overskrider tallet hos kvinner.

Det er kjent at kontrollert neyronogenez EGF, FGF og BDNF, men mekanismene for eksterne signaler til stamcellene med mitogener og vekstfaktorer er blitt utilstrekkelig studert. Det er funnet at støtter PDGF in vitro neuronal avstamning forløperceller, og ciliær neurotrofisk faktor (CNTF), som trijodotyronin stimulerer dannelsen av hovedsakelig gliaceller - astrocytter og oligodendrocytter. Hypofyse adenylat cyclase-aktiverende protein (PACAP) og vasoaktivt intestinalt peptid (VIP) aktivering av proliferasjon av neurale forløperceller, men hemmer differensieringsprosesser datterceller. Opioider, spesielt i tilfelle av langvarig eksponering, hemmer signifikant neuronogenese. Imidlertid stamceller og neurale progenitorceller-forstadier i gyrus dentatus er ikke avslørt opioidreseptorer (som er til stede i skille nevroner i fosterperioden), som ikke tillater å vurdere de direkte effektene av opioider.

Behovene for praktisk regenerativ og plastmedisin tvunget forskere til å være særlig oppmerksom på studien av pluri- og multipotency av stamceller. Realisering av disse egenskapene på nivået av den regionale stamcellen av en voksen organisme på lang sikt kan sikre utviklingen av det nødvendige transplantasjonsmaterialet. Det har blitt vist ovenfor at epigenetisk stimulering av nevrale stamceller tillater oppnåelse av prolifererende celler som allerede er preformert i henhold til nevrale fenotyper, som begrenser deres antall. I tilfelle av totipotent embryonal stamcelle-proliferasjon egenskaper inntil et tilstrekkelig antall celler som forekommer tidligere neural differensiering, ble cellene formert og lett omdannes til nevrale fenotype. For neurale stamceller PGC-er isolert fra den indre cellemasse av blastocyster som ble dyrket med og obligatoriske nærvær LIF, som bevarer deres totipotency og evne til å dele seg i det uendelige. Deretter induseres retinsyre gjennom nevral differensiering av ESC. Transplantasjon således oppnådde neurale stamceller til den skadede kinolin og 6-hydroksydopamin striatum ledsaget av deres differensiering til dopaminerge og serotonerge neuroner. Etter innføring i ventriklene i hjernen av embryo fra rotte neurale progenitorceller som stammer fra PGC migrere til ulike områder av mottakerens hjernen, inkludert cortex, striatum, septum, thalamus, hypothalamus, og cerebellum. Celler som gjenstår i kaviteten i ventriklene danner epitelstrukturer som ligner et nevrale rør, så vel som individuelle holmer av ikke-neuralt vev. I parenchyma av hjernen til mottakerembryoen produserer de transplanterte cellene tre hovedtyper av celler i nervesystemet. Noen av dem har langstrakte apikale dendritter, pyramidale celllegemer og basale axoner som projiserer inn i en corpus callosum. Astrocytter donor opprinnelse strekke sine prosesser til nærliggende kapillærene, og oligodendrocytter er tett i kontakt med myelin hylser, tar del i dannelsen av myelin. Således neurale progenitorceller avledet fra PGC-er in vitro, som kan dirigere tilstrekkelig migrering og differensiering signaler regionale mikromiljø som gir mange områder av utviklingen av hjernen neuroner og glia.

Noen forfattere vurderer muligheten for de-og transdifferentiering av regionale stamceller av en voksen organisme. En indirekte bekreftelse av dedifferensiering av celler i kultur med utvidelse av deres potensialer er data i innpoding av nevrale stamceller i benmargen mus med påfølgende utvikling av disse cellelinjer, og en funksjonelt aktive celler i perifert blod. Videre transplantasjon av genetisk merkede (LacZ) neurosfærekulturer celler avledet fra modne eller embryoniske hjerne, inn i hjernen av bestrålte mus med myelosuppresjon, førte til dannelsen av stamceller ikke bare neurale derivater, men også fører til dannelsen av blodceller, noe som indikerer at pluripotent nevrale stamceller, realisert utenfor hjernen. Således kan neurale stamceller differensiere til blodceller under påvirkning av signaler fra mikromiljøet i benmargen foreløpig transformasjon i hematopoetisk stamcelle. På den annen side, for transplantasjon av benmarg hematopoetiske stamceller i hjernen satt deres differensiering under påvirkning av mikromiljøet av hjernevevet i gliale og nerveceller. Følgelig er de potensielle differensial rovochny neurale og hematopoetiske stamceller ikke begrenset vevspesifisitet. Med andre ord, kan de lokale mikro andre enn de som er karakteristisk for de hjerne- og benmargsvev faktorer endre orienteringen av differensiering av disse cellene. Det er vist at nervestamceller injiseres i den venøse system av bestrålte mus, som er opprettet i milt og benmarg, en populasjon av myeloid, lymfoid og umodne hematopoietiske celler. In vitro Effekten av benmarg-morfogenetiske proteiner (BMP) på overlevelse og differensiering av nevrale stamceller blir bestemt, som i de tidlige stadier av embryogenesen i utviklingen av nerve- eller glial retninger. De kulturer av nervestamceller fra 16-dager gamle rotteembryoer BMP indusere astroglia og nerveceller, mens i kulturer av stamceller avledet fra perinatale hjerneastrocytter bare dannet. Videre BMP undertrykke generering av oligodendrocytter in vitro som vises bare ved tilsetning av noggin antagonist BMP.

Prosesser iboende vidonespetsifichnost transdifferensiering: hematopoetiske stamceller er human benmarg transplantert inn i striatum hos voksne rotter, migrerer inn i den hvite substansen i den ytre kapsel, ipsi- og kontralaterale neocortex hvor de danner astrotsitopodobnye cellulære elementer (Azizi et al, 1998). I allotransplantasjon av benmargstamceller inn i den laterale ventrikkel i neonatale mus vandring av hematopoietiske stamceller kan spores tilbake til forhjernen og cerebellare strukturer. Striatum og molekylære lag av hippokampale migrerte celler transformert i astrocytter, og i luktelappen, det indre laget av den cerebellare granulceller og hjernestammen retikulære formasjonen for å danne nerveceller med positiv reaksjon til nevrofilamenter. Etter intravenøs injeksjon av hematopoetiske celler fra voksne mus GFP-merket mikro- og astrocytter detekteres i neocortex, thalamus, hjernestammen og cerebellum.

I tillegg, mesenchymale stamceller i benmargen som gir opphav til alle typer av bindevevceller, under visse betingelser, kan også gjennomgå nervetransdifferensiering (tilbakekalling at kilden for embryonale mesenkym er neural crest-celler). Det ble vist at stromale humane benmarg og museceller dyrket in vitro i nærvær av EGF eller BDNF, hurtig en markør av neurale forløperceller nestin, og tilsetning av forskjellige kombinasjoner av vekstfaktorer fører til dannelse av celler med markører glial (GFAP) og nervecelle (kjerneprotein Neun). De merkede syngen stamceller ble transplantert inn i den laterale ventrikkel av hjernen av nyfødte mus, migrerer og er plassert i forhjernen og cerebellum uten å bryte cytomegalovirus-arkitekturen til mottakeren hjernen. Benmarg stamceller differensierer til modne astrocytter i striatum og molekylære lag av hippocampus, samt fylle luktelappen, cerebellum og granulatsjikt retikulære formasjons, som omdannes til neuroner. Mesenchymale stamceller fra human benmarg er i stand til å differensiere in vitro inn i macroglia og etter transplantasjon integreres i strukturen i hjernen hos rotter. Direkte transplantasjon av benmarg stamceller i voksen rotte hippocampus er også ledsaget av deres migrering inn i hjernen parenchyma og neuroglial differensiering.

Det antas at transplantasjonen av beinmargestamceller kan utvide mulighetene for celleterapi for CNS-sykdommer karakterisert ved overdreven patologisk død av nevroner. Det skal imidlertid bemerkes at ikke alle forskere gjenkjenne det faktum av gjensidig transformasjon av neurale og hematopoetiske stamceller, spesielt under de betingelser in vivo, noe som er igjen på grunn av mangelen på pålitelig markering for å vurdere deres transdifferensiering og videre utvikling.

Transplantasjon av stamceller åpnes helt nye muligheter for celle genterapi av arvelige nevrologiske lidelser. Den genetiske modifikasjon av neurale stamceller omfatter innføring av regulatoriske genetiske konstruksjoner hvis produkter interagerer med cellesyklusproteiner i den automatiske driftsmodus. Transduksjon av disse genene i embryonale stamceller som anvendes for formering av neurale stamceller. Flertallet av genetisk modifiserte cellekloner oppfører seg som stabile cellelinjer, viser ingen tegn til transformasjon in vivo eller in vitro, men besitter uttrykt muligheten til å kontakte hemming av proliferasjon. Når multiplisert transplantasjon av celler transfektert forbi innleiret i vevet til mottakeren, uten å bryte cytoarchitectonics og uten å undergå malign transformasjon. Donor nevrale stamceller ikke deformeres integrering sone og like å konkurrere om plassen med verts stamceller. Imidlertid 2-3 th dag av intensitets delende transfektanter celler er dramatisk redusert, noe som svarer til kontakt hemming av deres proliferasjon in vitro. I embryo mottaker neuralstamceller transfektanter er ingen avvik i sentralnervesystemet, alle områder av hjernen i kontakt med transplantatet, utvikler seg normalt. Etter transplantasjon, at kloner av nevrale stamceller raskt migrere fra området for administrering og ofte strekker seg forbi de respektive germinal sonene rostrale kanalen i tilstrekkelig grad å integrere med andre områder av hjernen. Inkludering genmodifiserte kloner og transfekterte cellelinjer av nervestamceller i hjernen til en vert organisme er typisk ikke bare for den embryonale periode: disse cellene blir implantert inn i flere soner CNS foster, nyfødte barn, voksne og til og med aldring organisme mottaker og oppviser samtidig kapasiteten for tilstrekkelig integrering og differensiering. Spesielt etter transplantasjon inn i hulrommet av hjerneventriklene transfekterte cellene migrerer uten å skade den blod-hjerne-barrieren, og er integrerte komponenter av celle funksjonell hjernevev. Donor nevroner danner synapser passende og uttrykke spesifikke ionekanaler. Samtidig opprettholde integriteten av blod-hjernebarrieren astroglia avledede neurale stamcelle transfektanter, strekker prosesser på cerebrale blodkar, og oligodendrocytter donor opprinnelse uttrykkelig myelin basisk protein og myelinerende neuronale prosesser.

I tillegg transfekteres nevrale stamceller for bruk som cellulære vektorer. Slike vektor genetiske konstrukter gir stabile in vivo ekspresjon av fremmede gener som er involvert i utviklingen av nervesystemet, eller som benyttes for korrigering av den genetiske defekten, fordi produktene av disse genene er i stand til å kompensere for forskjellige biokjemiske abnormiteter i sentralnervesystemet. Høy migreringsaktivitet av transfekterte stamceller og tilstrekkelig implantering i embryonale soner i ulike regioner i utviklingshjernen gjør at vi kan håpe på en fullstendig gjenoppretting av arvelig underskudd av cellulære enzymer. I modelleringen av ataksi-telangiectasia syndrom (mutantlinjer av pg og pcd-mus) forsvinner Purkinje-celler fra cerebellum av eksperimentelle dyr i de første ukene av postnatal utvikling. Det er vist at innføringen av neurale stamceller i hjernen til slike dyr er ledsaget av deres differensiering i Purkinje-celler og granulære nevroner. I PCD-mutanter blir koordinasjonen av bevegelser delvis korrigert og intensiteten av tremor minker. Lignende resultater ble oppnådd ved transplantasjonen av klonede humane neurale stamceller til primater der Purkinje-celledegenerasjon ble indusert av onkanase. Etter transplantasjon ble donor-neuralstamceller funnet i de granulære og molekylære lagene, så vel som i Purkinje-cellelaget av cerebellarparenchymen. Derfor er den genetiske modifikasjonen av nevrale progenitorceller i stand til å gi en stabil, engasjert modifikasjon av fenotypen som er resistent mot ytre påvirkninger. Dette er spesielt viktig i patologiske prosesser assosiert med utviklingen i mottakeren av faktorer som hindrer overlevelse og differensiering av donorceller (for eksempel med immunforsvar).

Mukopolysakkaridose type VII hos mennesker er kjennetegnet ved progressive neurodegenerering og forsinket utvikling intellektuell, som i forsøk på mus modellert delesjonsmutasjon i genet beta-glucuronidase. Etter transplantasjon inn i hjernen ventriklene neonatale mus mangelfull mottaker transfektert nervestamceller som utskiller beta-glukuronidase ble donorceller som finnes i den første terminalområdet og deretter spredt over hjerneparenkymet stabilt korrigiruya lysosomal integritet i hjernen hos mutante mus. I modellen av Tay-Sachs sykdom transdusert med retrovirus-nervestamceller i livmoren administrering i musefoster og nyfødte mus transplantasjon tilveiebringer en effektiv ekspresjon av beta-underheten av beta-heksosaminidase i mottakere med en mutasjon som fører til unormal akkumulering av beta 2-gangliosid.

Et annet område av regenerativ medisin er å stimulere en proliferativ og differensiering potensiell pasientens egne neurale stamceller. Særlig neurale stamceller utskilte NT-3 ved en hemisection i ryggmargen og hjerne asfyksi rottene uttrykker NGF og BDNF inn i septum og basalgangliene, tyrosin hydroksylase - i striatum og reelin - cerebellum og myelin basisk protein - i hjernen .

Men spørsmål om stimulering neyronogeneza betalte ikke nok oppmerksomhet. De få verkene tyder på at funksjonell belastning på nervesentre ansvarlig for skille lukt, gjenspeiles i dannelsen av nye nerveceller. Transgene mus som mangler neuronale adhesjonsmolekyler neyronogeneza intensitet reduksjon og reduksjon i antallet migrere neuroner i luktelappen, var assosiert med svekket evne til å diskriminere lukt, selv om terskelen for lukten og korttids olfactory hukommelse ikke er brutt. Ved regulering spiller en stor rolle neyronogeneza funksjonell status av cellene i gyrus dentatus: den svekkende virkning av eksponering til glutamat-korn etter ødeleggelse av cellene i entorhinal cortex bidrar til proliferasjon og differensiering av nerveceller og fibre perforantveien stimulering (primær afferent inngang til hippocampus) forårsaker hemming neyronogeneza. Antagonister av NMDA-reseptorene prosesser neoplasma-neuroner, mens agonister omvendt, reduserer intensiteten neyronogeneza som virkning ligner virkningen av glukokortikoider. I litteraturen finner man motstridende forskningsresultater: informasjon om eksperimentelt påvist inhiberende virkninger av eksitatoriske nevrotransmitteren glutamat til neyronogenez ikke er i samsvar med dataene på stimuleringen av avl progenitorceller og tilsynekomst av nye neuroner ved å øke anfallsaktivitet i hippocampus hos dyr med eksperimentelt og kainisk pilocarpic epilepsimodeller. På samme tid, er den tradisjonelle modellen av epilepsi indusert ved gjentatt sub-terskel stimulering av visse områder av hjernen (kindling) og kjennetegnes ved mindre alvorlige tap av nevroner neyronogeneza intensiteten øker bare i den sene fasen av kindling når observert i hippocampus skade og død av neuroner. Det er vist at ved epilepsi anfall stimulerende neyronogenez med unormal lokalisering av nye granule nevroner, mange av dem vises ikke bare i dentate gyrus, men også i chyle. Disse neuroner er viktige i utviklingen av spiring av mose fibre, aksonene som de er fraværende i normale kollateralene inverse danner synapser med flere tilstøtende korn-celler.

Bruken av regionale neurale stamceller åpner nye utsikter for bruk av celletransplantasjon ved terapi av metabolske og genetiske nevrogenerative sykdommer, demyeliniserende sykdommer og posttraumatiske forstyrrelser i CNS-funksjonene. Før utførelse av substitusjonscelletransplantasjonen, velger en av metodene og ekspanderer den nødvendige typen av neurale stamceller ex vivo med det formål å innføre dem senere i direkte inn i det ødelagte området av hjernen. Den terapeutiske effekten i dette tilfellet skyldes erstatning av skadede celler eller lokal frigivelse av vekstfaktorer og cytokiner. Denne fremgangsmåten for regenerativ-plastterapi krever transplantasjon av et tilstrekkelig stort antall celler med forhåndsdefinerte funksjonelle egenskaper.

Hensiktsmessig bør bli anerkjent og videre studier på de molekylære egenskaper og regenerative og plast potensialene til stamceller i det modne hjernen, et vel som evnen til å transdifferensiering av regionale stamceller av forskjellig vev opprinnelse. Dagens blodkreft siktede antigener benmarg stamceller med bestemmelse av markøren kombinasjonen av celler som er i stand til transdifferentiate inn i nervestammen progenitorceller (CD 133+, 5E12 +, CD34-, CD45-, CD24). Celler som danner in vitro-neurospherer og danner neuroner, oppnås under transplantasjon i hjernen til nyfødte immundefekt mus. Interessen for celle xenotransplantologi er resultatet av studier av muligheten for kryssstamcelletransplantasjon hos individer av evolusjonært fjernt taxa. Det gjenstår uten en korrekt tolkning av resultatene av implantasjon av nevrale stamceller i området av hjernetumorer: de transplanterte cellene aktivt å migrere gjennom hele volumet av tumoren, uten å gå ut over det, og innføring av celler i den intakte del av hjernen ble observert deres aktive vandring mot tumoren. Spørsmålet om den biologiske betydningen av en slik migrasjon forblir åpen.

Det bør bemerkes at den vellykkede transplantasjon av nevrale stamceller, så vel som andre neurale progenitorceller avledet fra hESCs, er bare mulig under betingelsene for bruk av høyt neurale progenitorceller som udifferensierte embryoniske stamcelletransplantasjon voksen immunkompetente mottaker uunngåelig transformert inn i teratom og teratokarsinom. Til og med en minimal mengde av dårlig differensierte celler i donorcellesuspensjonen øker dramatisk, og tumorgenisitet pode uakseptabelt økt risiko for tumordannelse eller neneyralnoy vev. Fremstilling av homogene populasjoner av neurale forløperceller er mulig når det brukes som en alternativ kilde til donor vevceller som oppstår ved visse trinn av normalt strømmer embryogenesen. En annen tilnærming er å grundig fjerne uønskede cellepopulasjoner av avstamning spesifikke valg. Fare angår også anvendelse for formål neurotransplantasjon hESCs etter undereksponering in vitro med vekstfaktorer. I dette tilfellet, kan feilen ikke utelukkes nevrale differensiering program for å frembringe strukturer iboende neural tube.

I dag er det ganske åpenbart at nevrale stamceller utviser tropisme til patologisk endrede områder i sentralnervesystemet og har en uttalt regenererende-plastisk effekt. Mikromiljøet i kildecellen død av nervevevet simulerer orientering differensiering av celler podet, utvinne således et underskudd av spesifikke nerve elementer innen CNS-området. I visse neurodegenerative prosesser forekommer nevrogene signaler til recapitulation neyronogeneza og moden nervestamceller i hjernen er i stand til å reagere på den informasjonen instruere. En klar illustrasjon av det terapeutiske potensialet for nevrale stamceller er de mange dataene fra eksperimentelle studier. Intracisternal administrasjon kloner av neurale stamceller til dyr med ligering av den midtre cerebrale arterie (hjerneinfarkt modell) bidrar til å redusere arealet og volumet av destruktive endringer i hjerneområde, særlig i tilfellet med transplantasjon av nevrale stamceller med FGF2. Observert av immunocytokjemi med migrering av donorceller i den ischemiske sonen med påfølgende integrasjon med intakte celler av mottakerens hjernen. Transplantasjon umodne neuroepithelial cellelinjer MHP36 mus i rottehjerne ved eksperimentell slag forbedre sensorisk funksjon og innføring av disse cellene inn i hjernen ventriklene forbedrer kognitiv funksjon. Som et resultat av transplantasjon, rotter forhåndsdannet hematopoetiske neural-humane benmargceller fjernes dysfunksjon av cerebrale cortex forårsaket av iskemisk skade. I dette tilfellet migrerer de xenogene neurale stamceller fra injeksjonsstedet til sonen av destruktive forandringer i hjernevæv. Intrakraniell transplantasjon av benmarg-celler ved homolog traumatisk skade på hjerne cortex i rotter resulterer i delvis gjenopprettelse av motorfunksjonen. Donorcellene implanteres, prolifereres, gjennomgår neural differensiering i nevroner og astrocytter, og migrerer mot lesjonsfokuset. Når de administreres til striatum av voksne rotter med eksperimentell slag klonede humane nervestamceller erstatte skadede CNS celler og delvis gjenopprette den forstyrrede hjernefunksjon.

Menneskelige neuronale stamceller er overveiende isolert fra embryonalt telencephalon, som utvikler seg mye senere enn de mer kaudale nervestammeområdene. Muligheten for isolering av nervestamceller fra ryggmargen 43-137-dagers menneskefoster, som i nærvær av EGF og FGF2 disse celler danner neurosfærer og begynnelsen av passasjene oppviser multipotentiality å differensiere til neuroner og astrocytter. Men langsiktig dyrking av nevrale stamceller (over 1 år) fratar dem multipotency - slike celler kan bare skille i astrocytter, det vil si de er unipotent. Regionale neurale stamceller kan oppnås ved partiell bulbektomii og etter formering i kultur i nærvær av LIF transplantert til den samme pasient med nevrodegenerative forandringer i andre deler av sentralnervesystemet. I klinikken ble erstatningscelleterapi ved bruk av neurale stamceller først utført for behandling av pasienter med hjerneslag ledsaget av skade på hjernens basale ganglia. Som et resultat av transplantasjon av donorceller har den kliniske tilstanden til de fleste pasienter blitt forbedret.

Noen forfattere mener at evnen av nevrale stamceller prizhivlyatsya celler migrere og integreres i ulike områder av nervevev er ødelagt sentralnervesystem åpner ubegrensede muligheter for celleterapi er ikke bare lokalt, men også omfattende (slag eller asfyksi), multiochagovyh (multippel sklerose), og til og med global ( mest arvet metabolske sykdommer eller neurodegenerativ demens), patologiske prosesser. Faktisk, når transplantere det klonede neuralstamceller mus og humane cellemottakende dyr (mus og primater, henholdsvis) fra degenerasjon av dopaminerge neuroner i mezostrialnoy system indusert ved innføring av metyl-fenyl-tetrapiridina (modell for Parkinsons sykdom) i 8 måneder før transplantasjon, donor-nervestamcellene er integrert i mottakerens CNS. En måned senere blir de transplanterte cellene plassert bilateralt langs midthjernen. En del av den resulterende neuronal opprinnelse uttrykker tirozingidrolazu donor i fravær av en immunrespons mot en transplantasjon. I rotter behandlet med 6-hydroksydopamin (en annen eksperimentell modell for Parkinsons sykdom), en tilpasning til mikromiljøet av de transplanterte celler i verten hjernen ble bestemt ved å dyrke betingelser neurale stamceller før transplantasjon. Neurale stamceller er hurtig celledelende in vitro under påvirkning av EGF, gjort opp for underskuddet av dopaminerge nevroner i striatum i skadede mer effektivt enn celler fra 28 dager gamle kulturer. Forfatterne tror at dette er på grunn av tap av evne til å oppfatte signalene fra de respektive differensierings under celledeling in vitro-nervestamceller.

I noen studier har forsøkt å forbedre virkningen av de skadede striatale reinnervation prosesser ved å transplantere inn i dette området av embryonale striatum celler som en kilde til neurotrofiske faktorer til samtidig transplantasjon av dopaminerge nevroner i ventrale mesencephalon. Som det viste seg, er effekten av nevrotransplantasjon i stor grad avhengig av metoden for infusjon av nervevev. Som et resultat av forskning på transplantasjons preparater føtalt nervevev i det ventrikulære system i hjernen (for å unngå skade striatal parenchyma) oppnådd informasjon om sin positive effekt på parkinson-motor defekten.

Imidlertid, i andre studier, har eksperimentelle observasjoner vist at transplantasjon inn i hjernen ventrikkel preparater vehtral mesensefalon neuralt vev som inneholder dopaminerge neuroner som omplanting GABAergisk nevrale elementer i embryoniske rotte-striatum gemiparkinsonizmom bidrar ikke til restaurering av svekket funksjoner av det dopaminerge system. Tvert imot, bekreftet immunocytokjemi bevis for lav overlevelse av dopaminerge neuroner i ventrale mesencefalon, transplantert inn i striatum hos rotter. Terapeutisk virkning intraventrikulær transplantasjon av vehtral mesensefalon nervevev realisert kun når det samtidig implantering i denervert striatum formulering av striatale embryonale celler. Forfatterne antyder at mekanismen for denne virkning er forbundet med en positiv trofisk effekt av GABAergiske celler i embryonale striatum spesifikke dopaminerg aktivitet intraventrikulære transplantasjoner ventral mesensefalon. Uttrykt glial reaksjon i transplantater ble ledsaget av en svak regresjonslinjer indikatorer apomorfin test. Den sistnevnte, i sin tur, korrelert med seruminnhold av GFAP, som peker direkte til brudd på barrieren blod-hjerne-permeabilitet. Basert på disse data, forfatterne konkluderte med at GFAP Serumet kan anvendes som et passende mål på den funksjonelle tilstand av transplantatet, og øket permeabilitet av blod-hjernebarrieren for neurospecific GFAP-type antigen som er en patogenetisk ledd i utviklingen av transplantatet feil på grunn av autoimmune skader på nervevevet til mottakeren .

Fra synspunkt av andre forskere, engraftment og integrasjon av nevrale stamceller etter transplantasjon stabil og liv, som donorceller finnes i mottakeren i minst to år etter transplantasjon, og uten en betydelig reduksjon i antallet. Forsøk på å forklare dette med at i en udifferensiert tilstand nevrale stamceller ikke uttrykker MHC klasse I og II på et nivå som er tilstrekkelig til å indusere en immun avvisning reaksjon, kan være gyldig bare i forhold til dårlig differensierte nevrale stamceller. Imidlertid fortsetter ikke alle nevrale stamceller i mottakerens hjerne i immatureodermant-tilstanden. De fleste av dem gjennomgår differensiering, der MHC-molekyler uttrykkes i sin helhet.

Spesielt, den manglende effektivitet for anvendelse ved behandling av eksperimentell parkinsonisme medikamenter intrastriarnoy transplantasjon av vehtral mesensefalon, inneholdende de dopaminerge neuroner, assosiert med dårlig overlevelse av transplanterte dofaminer- cal nevroner (bare 5-20%), som er forårsaket av reaktive gliosis medfølgende lokal skade hjernen parenchyma ved transplantasjon. Det er kjent at lokal skade hjernen parenchyma og tilhørende gliosis føre til forstyrrelse av blod-hjerne-barriereintegritet med adgang til perifert blod antigen av nervevev, særlig neuron og Okara antigen. Tilstedeværelsen i blod av disse antigenene kan fremkalle spesifikke cytotoksiske antistoffer mot dem, og utvikler autoimmun aggresjon.

Cymbalyuk V. Et al (2001) rapporterer at det fremdeles er i kraft gjenstår et tradisjonelt synspunkt, i henhold til hvilken CNS er et immunologisk privilegert område, isolert fra immunsystemet i blod-hjerne-barrieren. I sin gjennomgang av litteraturen, forfatterne refererer til en rekke arbeider som viser at dette synet ikke er helt i tråd med essensen av immun prosesser i hjernen hos pattedyr. Det er funnet at den merkede substansen innføres i hjernen parenchyma kan nå dype cervikale lymfeknuter, og etter den intracerebrale injeksjon av antigen i kroppen danne spesifikke antistoffer. Celler av cervical lymfeknuter samsvarer med proliferasjon til slike antigener, startende fra den femte dagen etter injeksjonen. Dannelsen av spesifikke antistoffer ble også avslørt ved transplantasjon av huden inn i hjernens parenchyma. Forfatterne av anmeldelsen gir flere mulige måter å transportere antigenet fra hjernen til lymfesystemet. En av dem er overgangen av antigener fra perivaskulære rom til subarachnoid-rom. Det antas at perivaskulære rom, lokalisert langs store cerebrale fartøy, tilsvarer lymfesystemet i hjernen. Den andre veien ligger langs de hvite fibrene - gjennom det lattiserte benet i lymfekarene i neseslimhinnen. I tillegg er det et omfattende nettverk av lymfekar i dura mater. Blodcellebarrieren for lymfocytter er også svært relativ. Det er bevist at aktiverte lymfocytter er i stand til å produsere enzymer som påvirker permeabiliteten av strukturen til "immunfiltret" i hjernen. På nivået av post-kapillær venuler trenger aktiverte T-hjelpere og gjennom den intakte blod-hjernebarrieren. Avhandlingen om fravær av celler som representerer antigenet i hjernen, står ikke opp for kritikk. For tiden har muligheten for å representere antigener i sentralnervesystemet ved minst tre typer celler blitt overbevisende bevist. For det første er de dendritiske celler med beinmargsopprinnelse, som er lokalisert i hjernen langs store blodkar og i hvitt materiale. For det andre antigener er i stand til å presentere de endotele celler i blodkarene i hjernen, og i forbindelse med MHC-antigener som støtter klonevekst spesifikke for disse antigener T-celler. Tredje, mikro- og astroglia-celler virker som antigen-presenterende midler. Ved å delta i immunresponsen i CNS, astrocytter erverve egenskaper immunnoeffektornoy celler og uttrykke et antall antigener, cytokiner og immunomodulatorer. Når inkubert med y-interferon (y-INF) in vitro astrogliale celler som uttrykker klasse I MHC-antigener og II, og stimulert astrocytter er i stand til antigen representasjon og holde klonal proliferasjon av lymfocytter.

Hjernevev traume, postoperativ inflammasjon, ødem, og fibrinavsetninger som følger med transplantasjon av føtalt neuralt vev, skape forutsetninger for å øke permeabiliteten av blod-hjerne-barrieren med forstyrret selv-toleranse, sensibilisering og aktivering av SDZ + CD4 + lymfocytter. Auto- og presentasjon av alloantigener båret astrocytter og mikrogliale celler som reagerer på y-INF uttrykker MHC-molekyl ICAM-1, LFA-I, LFA-3, ko-stimulerende molekyler B7-1 (CD80) og B7-2 (CD86), samt sekresjon av IL-la, IL-ip og y-INF.

Følgelig er det faktum at en lengre overlevelse av embryonal nøytral vev ved intracerebral transplantasjon, snarere enn ved perifer administrering neppe kan tilskrives mangelen på initiering av transplantasjonsimmunitet. Spesielt fordi monocytter, aktiverte lymfocytter (CD3 + cytotoksiske CD8 + og hjelper-T-celler) og cytokiner som de produserer, så vel som antistoffer mot antigener perifere transplantasjon føtalt nervevev spille en viktig rolle i dets avvisning. En viss betydning i å skape forutsetninger for en mer varig motstand mot neyrotransplantatov T-celleimmunprosessene har et lavt nivå av ekspresjon av MHC-molekyler i embryonal nøytral vev. Det er derfor i forsøket immun inflammasjon etter transplantasjon av embryonale nervevev i hjernen utvikler seg langsommere enn etter hudtransplantasjon. Men etter 6 måneder, det er fullstendig ødeleggelse av de enkelte grafts av nervevev. I området av transplantasjons lokalisert hovedsakelig T-lymfocytt-begrenset antigener på MHC klasse II (Nicholas et al., 1988). Det ble fastslått eksperimentelt at for neurotransplantasjon ksenologicheskoy utarming av T-hjelper (L3T4 +), men ikke cytotoksiske T-lymfocytter (Lyt-2), forlenger overlevelsen av rotter nervevev i hjernen av resipientmusene. Neyrotransplantata Avvisning er ledsaget av infiltrering av makrofager og T-lymfocytter hos verten. Derfor, makrofager og aktiverte mikrogliaceller celler in situ vert virker som et immunstimulerende antigenpresenterende celler, og en økning av donorantigener av MHC klasse I ekspresjon øker cytotoksisk aktivitet spekk mottaker-T-lymfocytter.

Det gir ingen mening for å analysere en rekke forsøk på å forklare den spekulative neyrotransplantata avvisning reaksjon av mottakerens organismens immunsystem på endotelceller eller gliale giverelementer som rene linjer og neurale forløperceller undergår immunangrep. Verdt å merke seg melding om at mekanismene for en lengre transplantat-overlevelse innenfor det sentrale nervesystemet spiller en viktig rolle ekspresjon margceller Fas-ligand binding apoptose reseptor (Fas-molekyl) på T-lymfocytter som infiltrerer hjerne og indusere apoptose som er typisk for beskyttende mekanisme overbarrier autoimmunogennyh vev.

Som bemerket treff Cymbalyuk V. Et al (2001) Transplantation av embryonale neurale vev er kjennetegnet ved utvikling av inflammasjon som involverer sensibilisert overfor hjerne antigener og aktiverte celler, antistoffer, og også på grunn av den lokale produksjon av cytokiner. En viktig rolle spilles av på forhånd eksisterende allergi organismen til hjerne antigener, som oppstår i løpet av utviklingen av CNS-sykdommer og kan være rettet for å transplantere antigener. Det er derfor selve forlenget overlevelse histocompatibility neyrotransplantatov oppnås bare ved undertrykkelse av immunsystemet gjennom administrasjon av cyklosporin A eller monoklonale antistoffer mot CD4 + lymfocytter hos mottakeren.

Således forblir mange problemer med nevrotransplantasjon uløst, inkludert de som er relatert til immunologisk kompatibilitet av vev, som kun kan løses etter målbevisste grunnleggende og kliniske studier.