解析中药与干细胞生物学
摘要:国内国外的很多研究机构都在对干细胞进行研究,这也是当前生命科学研究前沿的课题。干细胞研究在临床医学研究等方面具有非常强的应用潜力和理论价值,这也带给了中医药现代化研究新的切入点。本文说明了干细胞生物学的发展和研究进程、中药对神经干细胞的研究。
关键词:干细胞生物学中药神经细胞
我国现在是越来越重视中医药了,而且随着中医药研究的深入和发展,传统中医药的细胞生物学以及免疫学研究已经得到了很丰富的经验以及研究资料。基因组学研究带给了中医药研究新的切入点,而且随着中草药基因组学的研究更加深化,传统中医药将会走向世界。
一、干细胞生物学的发展和研究进程
干细胞是一种具有多向分化潜能、高度增殖以及自我复制的细胞,而且在一定条件下能够分化成具有多种功能的细胞。动物的发育离不开胚胎干细胞,这种细胞是一种高度还没有分化的细胞,有发育的全能性,可以把成体动物的全部器官和组织分化出来。胚胎干细胞通常是哺乳动物的基因表达调控、细胞分化以及早期胚胎发生等发育生物学研究非常理想的模型,其也广泛应用于临床医学的应用研究以及基础研究。在成年动物的器官和组织当中,都存在组织成体干细胞,这种细胞具有再生和修复和能力,在成体干细胞以及组织创伤修复中存在着非常重要的作用,在某些特定的情况下能够通过一定的程序进行分化,进而形成一些新的功能细胞,维持器官和组织衰退、生长的动态平衡。
(一)胚胎干细胞的发展
在上个世纪的七十年代其实胚胎干细胞研究就已经开始了,英国科学家MartinEvans爵士首次将小鼠中的胚胎干细胞分离了出来并进行了体外培养。在上个世纪的八十年代初,Kaufman和Evans首次制定了小鼠ES细胞(胚胎干细胞)系。在1998年Shamblott MJ和Thomason JA
将人类的ES细胞系建立了起来。Shamblott MJ已经证明了培养条件不一样的胚胎干细胞所具有的的重要性质也不一样,ES细胞确实有很多分化能力,能够把中胚叶、内胚叶已经原始外胚叶细胞表面所具有的的特异性标志蛋白表达出来。
(二)组织成体干细胞当前的研究进展
成年动物的很多器官和组织当中,都含有组织成体干细胞,在某种特定的情况下,新产生的或者是成体干细胞能够按照一定的程序进行分化,从而形成新的功能细胞,使器官和组织的衰退、生长都能够维持动态的平衡。一般来说,成体干细胞位于某些特定的微环境中,在这种环境之中的间质细胞可以产生一系列的配体或者是生长因子,和干细胞进行相互作用,达到控制干细胞的分化以及更新的目的。而且成年动物身体当中的组织器官再生和修复是离不开成体干细胞的。现在由于科技发展的水平高了,干细胞的理论研究有了深入的发展,相关的科学家在所有的组织内全部都发现存在有干细胞,并且当前已经证实了在胎儿或者是成体当中的神经、骨髓、上皮、肝脏、肌肉以及皮肤等组织中就有干细胞的存在,而且在体外这些细胞都能够多向分化、高度有限的增殖,在某种特定的条件下胚层起源不同的干细胞还可以进行互相转化。
二、中药和神经干细胞
(一)神经干细胞的生物学特性
神经干细胞是在1992年被ReynoldsBA首次在成年鼠的海马和鼠纹状体中分离出来的,这种细胞是一种有多分化潜能、能不断增殖的细胞群,能够分化为少突胶质细胞、神经元以及星形胶质细胞,可以进行自我更新,能够通过对称分裂以及不对称分裂确保祖细胞以及干细胞的数量,提供给脑组织修复必须的神经细胞。通过进一步的研究我们可以证实哺乳动物处于胚胎期时,神经干细胞主要分布在大脑的中脑、皮层、室管膜下层、纹状体以及海马等区域,等到其成年之后大脑的中枢神经系统还存在神经干细胞,但是主要被局限在纹状体、海马齿状回等处。在大脑受到损坏时,这些神经干细胞就会向损伤部位移动,对其实施修复。
(二) 中药所影响到的神经干细胞所进行的增殖分化
1、人参皂苷能够推动神经干细胞的增殖,大大的对学习记忆能力进行改善
大脑的海马结构齿状回有着非常多的神经细胞,能够增殖分化成很多种神经元,在这些神经元移动到了颗粒细胞层后,便会有突触传递功能,以及衰老、β-淀粉样蛋白、神经退行性疾病等对神经干细胞进行损坏的自我更新能力,其还能够对抗学习记忆能力减弱、新生神经元数量减少、海马逐渐萎缩等。
人参是一种五加科植物,在我国非常的普遍和常用,含有人参皂苷Rg1和Rb1。有实验证明,长期的使用人参皂苷Rg1能够帮助海马区大量的新生细胞存活下去,大大的提高存活率;对海马CA1区神经元细胞起保护作用,防止其受到缺血性损害;其还能够增强动物的学习以及记忆的能力。
2、银杏内酯能够对神经干细胞分化产生影响
银杏是一种银杏科植物,它的叶子能够提取出萜烯内酯类和黄酮糖苷类,而银杏内酯化合物是一种萜类化合物由二萜内酯和倍半萜内酯构,是一种非常重要的活性成分,其中包含着白果内酯以及银杏内酯A、B、C、M、J。银杏内酯B当中的拮抗氧自由基还能够对抗神经元的损伤作用,增强神经元的钙离子所具有的缓冲能力,对脑内钙的平衡起到双向调节作用,提高细胞膜的稳定性,达到与损害神经元的多种因素对抗的作用。银杏内酯B能够推动神经干细胞分化成为神经元细胞;银杏内酯B的不同浓度能够提高星形胶质样细胞在进行分化时的成功率。
总结:根据神经干细胞生物学所具有的特点,使用中医药来对神经系统疾病进行治疗的原理和方法研究,是当前的中药神经药理学等方面研究的热点。而且很多的学者研究探讨了中药推动神经干细胞进行增殖分化的方法,说明了在中枢神经的功能重建以及结构修复中中医药的作用机制。所以寻找能够促进神经细胞向少突胶质细胞、神经元以及胶质细胞分化,并可以增强分化数量的中药,这有利于补充修复神经损伤,具有非常大的社会效益,并为未来的新药开发提供基础。
参考文献:
[1]鞠秀兰. 中药皂苷对干细胞增殖分化的影响[J].时珍国医国药.2010(11)
[2]张越华,曾和平,陈东风. 促进干细胞增殖的龟版浸膏气相色谱-质谱指纹图谱分析与应用[J].时珍国医国药.2008(05).
[3]虞荣喜,周郁鸿,朱宁希,沈建平,胡致平,罗秀素,林圣云,沈一平,陈均法,孙洁. 造血干细胞移植联合中医中药治疗恶性血液病12例[J].中国中西医结合杂志.2001(02).