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这篇综述聚焦间充质基质细胞(MSCs)在颌面神经疾病治疗及面神经再生方面的研究。详细阐述了 MSCs 和神经干细胞(NSCs)的特性、作用机制,总结了 MSCs 治疗相关疾病的进展,还探讨了未来发展方向,极具科研参考价值。
引言
脑神经(cranial nerves)参与头、颈、胸、腹多器官生理功能,其中颌面神经是其重要组成部分,包含三叉神经、面神经等。颌面神经疾病病因多样,像创伤、感染等,目前尚无有效恢复神经功能的方法。不过,口腔颌面血供丰富,为神经再生提供了有利条件。近年来,干细胞疗法兴起,研究发现间充质基质细胞(MSCs)和神经干细胞(NSCs)在神经修复和再生领域潜力巨大,成为研究热点。
文献检索方法和纳入标准
2025 年 1 月,研究人员在 PubMed 和 Web of Science 数据库,用 “(颌面神经疾病 OR 三叉神经痛 OR 面神经麻痹 OR 面神经缺损 OR 面神经再生)AND (MSC OR 间充质基质细胞 OR 间充质干细胞)” 指令检索。还通过滚雪球法查阅参考文献获取更多文献,去除重复和不相关文献后,尽量选取近 5 年的研究,个别领域放宽至近 10 - 15 年。
神经发育生物学及神经再生中的重要成员和信号通路
神经系统发育复杂,受环境和遗传因素共同调控,涉及神经板诱导、神经胶质细胞生成等多个过程。施万细胞(Schwann cells,SCs)是外周神经系统中能形成髓鞘的神经胶质细胞,可促进外周神经再生和修复,还参与损伤部位再生微环境构建。神经生长因子(nerve growth factor,NGF)对周围神经修复至关重要,能激活下游信号通路,与其他生长因子协同促进神经元细胞、轴突和髓鞘再生。BMP/SMAD 信号通路在神经诱导过程中调节祖细胞分化,具有双重作用。Notch 信号通路则在 NSCs 分化中起关键作用,精确调控其分化比例,但受环境因素影响。此外,Wnt、PI3K - Akt 等通路以及一些因子也在神经发育和再生中发挥重要作用。
MSC 和神经干细胞修复 / 再生颌面神经的机制和策略
细胞替代
神经嵴干细胞具有多能性,近期从合适组织中成功分离出神经嵴干细胞(NCSCs)和诱导多能干细胞(iPSCs),为修复和替代死亡神经细胞带来可能。牙源性 MSCs(如牙周膜干细胞(PDLSCs)、牙囊干细胞(DFSCs)等)研究广泛,它们一定程度上与神经嵴细胞同源,在神经再生细胞替代研究中潜力巨大。
细胞移植
干细胞移植虽存在争议,但仍是热门治疗方法。SCs 在周围神经系统损伤治疗中有潜力,不过获取足量患者来源的 SCs 较困难。研究发现 MSCs 可转分化为施万样细胞,促进轴突和髓鞘再生,还能与其他免疫细胞协同发挥神经再生作用,如骨髓间充质干细胞(BMSCs)与单核细胞共移植可促进神经再生。
分泌有利于神经修复和再生的因子
MSCs、NSCs 和 SCs 都能分泌多种可溶性因子,保护现有神经细胞,促进受损 / 死亡细胞替代,增强内源性前体细胞再生潜力,调节外源性 MSCs 增殖和分泌。研究表明,双生长因子系统比单生长因子系统更能有效促进 SCs 增殖和神经元分化,探索新的促轴突再生和细胞增殖因子,以及它们与其他主流因子联合治疗的效果,将为神经修复和再生开辟新方向。
参与局部神经再生微环境的构建
MSCs 可通过多种方式调节局部微环境,促进神经再生。细胞外基质(extracellular matrix,ECM)对神经元细胞存活、迁移和分化很重要,MSCs 能调节 ECM 成分表达和沉积,促进有利于神经再生的 ECM 环境形成。此外,MSCs 还能分泌促血管生成因子,如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF),促进受损神经区域血管生成,为神经组织提供营养,促进神经再生。近年来,基于 MSC 分泌组的疗法逐渐兴起,MSC 分泌的细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs),特别是外泌体(exosomes),通过多种机制促进面神经修复和再生,如免疫调节、调节关键转录因子信号等。
MSCs 治疗颌面神经疾病的进展
颌面神经缺损
颅颌面神经损伤会导致严重功能缺陷和美观问题,目前修复方法有自发神经愈合和手术干预(直接缝合和神经移植)。神经自体移植效果虽好,但存在局限性。MSCs 及其衍生的外泌体在动物模型中可促进颅颌面神经损伤修复和再生,有望替代传统自体移植疗法。例如,缺氧预处理的骨髓间充质干细胞衍生的外泌体(Hypo - Exos)可通过 circRNA_Nkd2/miR - 214 - 3p/MED19 轴促进 SCs 增殖、迁移和旁分泌功能,改善面神经损伤后的修复;毛囊表皮神经嵴干细胞衍生的外泌体(Epi - NCSCS - EXOS)可增强神经同种异体移植修复面神经缺损的效果。
面神经麻痹
面神经麻痹影响面部肌肉运动,病因多样,贝尔麻痹是常见类型。临床案例显示,脐带间充质干细胞(UCMSCs)治疗贝尔麻痹效果显著,BMSCs 用于创伤后神经麻痹治疗,可改善神经功能和面部肌肉状况。
三叉神经痛(TN)
三叉神经痛是慢性疼痛疾病,严重影响患者生活质量,主要病因是血管压迫三叉神经导致脱髓鞘改变。目前治疗方法包括药物、手术和替代疗法。近年来,尝试用 MSCs 治疗 TN 取得一定进展,如 hUCMSCs 注射治疗可缓解疼痛和减轻神经炎症,BMSCs 可修复三叉神经节脱髓鞘病变,SHED 移植可通过抑制内质网应激缓解 TN。
涉及脑神经的自身免疫性疾病
吉兰 - 巴雷综合征(Guillain - Barré syndrome,GBS)是急性自身免疫性神经疾病,可能累及面神经。MSCs 可调节免疫系统,抑制自身免疫攻击,在 GBS 治疗中具有潜力。神经白塞综合征是白塞病(Beh?et’s disease,BD)的神经系统表现,目前肿瘤坏死因子抑制剂等是主要生物治疗方法。MSC 衍生的外泌体在调节免疫反应、减轻炎症方面有优势,为 BD 治疗提供了新方向,但仍需临床试验验证。
潜在的未来方向
生物材料和干细胞组织工程促进面神经再生
组织工程在周围神经修复领域发展迅速,对颌面神经再生研究意义重大。目前神经导管在短距离神经缺损修复中有一定效果,但在长距离修复中效率和效果不足。组织工程修复涉及外源性神经营养因子、种子细胞和神经支架材料,多种 MSCs 作为种子细胞已在颌面神经再生研究中取得良好效果。当前研究重点关注生物材料管和细胞添加剂对神经再生的积极作用,如纳米纤维和水凝胶材料。纳米纤维的生物功能影响细胞行为,水凝胶有利于药物控释和靶向递送。导电水凝胶支架可改善细胞间生物电信号传导,促进神经元分化和神经再生。MSCs 与这些生物材料结合可增强面神经再生效果。此外,脱细胞神经同种异体移植物是有前景的神经修复材料,结合 MSCs 可加速轴突再生和神经功能恢复。3D 生物打印技术可精确控制细胞分布和 ECM 组成,构建模拟体内环境的结构,促进面神经再生。将 MSCs 与活性营养因子结合用于神经组织工程也是研究热点,多种组合在动物模型中显示出良好的神经再生效果。未来,新兴技术的融合有望进一步提高组织工程修复颌面神经的疗效,但仍面临一些挑战,如导管降解与神经再生速率匹配、材料生物相容性等问题。
MSCs 与其他药物的联合移植
MSCs 治疗与传统药物治疗可相互协同。例如,MSCs 在治疗口腔颌面疼痛时具有镇痛作用,且无长期使用镇痛药的副作用。MSCs 与银杏提取物联合可治疗缺血性中风并促进面神经修复;他克莫司(一种免疫抑制剂)与 MSCs 在纤维蛋白水凝胶中联合使用,可抑制有害免疫反应,促进周围神经再生,且无细胞毒性。
MSCs 的前瞻性 / 预防性应用
预防医学至关重要,研究发现 MSC - EV 可预防面部神经性疼痛发展,MSCs 还能减轻神经炎症和氧化应激,在神经退行性疾病治疗中具有潜力。前瞻性使用 MSCs 滋养神经、抑制炎症反应、延缓神经衰老、预防神经退行性疾病发作,对已患病患者维持认知功能,具有重要意义。
总结和展望
MSCs 治疗颌面神经疾病前景广阔,但也面临诸多问题,如细胞来源不足、植入和增殖效率低、存活率低、归巢能力不足等,细胞异质性、细胞纯化和治疗标准化等挑战也有待解决。此外,体外培养的 MSCs/NSCs 用于细胞治疗的生物安全性和体内长期稳定性需进一步评估。基于 MSC 分泌组的疗法虽有潜力,但在刺激 MSCs “精确” 分泌相关 EVs、EVs 的有效递送和控释以及实现工业化大规模生产等方面存在瓶颈。在颌面神经修复和再生研究中,动物实验模型存在局限性,不同来源的 MSCs 特性各异,深入了解这些特性有助于优化种子细胞选择,提高神经再生效率和效果。未来需进一步研究和创新,解决上述问题,推动 MSCs 治疗颌面神经疾病从基础研究走向临床应用,改善患者预后和生活质量。