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本文系统回顾了胚胎脑脊液(E-CSF)相关研究。E-CSF 在神经发育中作用关键,但其成分和特性尚不明晰。研究发现,E-CSF 对神经祖细胞有增殖、分化等作用。不过,现有研究存在样本少、方法不统一等问题。未来应规范研究方法,深入探索其临床应用。
引言
国际组织推动神经组织蛋白质组研究,人类脑脊液(CSF)蛋白质组已初步定性,但胎儿和胚胎 CSF 蛋白质组因组织获取受限尚未明确。CSF 除营养和保护作用外,还调节干细胞动态及组织增殖分化。胚胎和胎儿 CSF 成分特殊,可能具有独特作用,且胚胎 CSF(E-CSF)有望模拟胎儿微环境促进成人大脑神经再生,对开发神经系统疾病治疗策略意义重大。此前虽有相关文献综述,但缺乏系统检索,故有必要系统回顾 E-CSF 研究,明确其研究局限与未来方向。
材料和方法
按照系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南,对 E-CSF 的组成和作用相关文献进行系统回顾,检索 2000 年 1 月 1 日至 2024 年 6 月 3 日的 4 个数据库。纳入研究包括胎儿或胚胎 CSF 化学成分研究,以及其体外或体内作用研究;排除系统综述、会议摘要、解剖学修改研究和特定病理研究。由两位作者独立评估文献,提取数据并进行质量评估,最终将数据分类汇总。
结果 - 研究选择
经检索共识别 725 条记录,去除重复和不符合标准的研究后,纳入 44 项研究进行分析。其中,仅 17 项研究满足至少 50% 的质量评估标准。纳入研究的 CSF 来自不同物种,24 项研究旨在鉴定或测量正常胚胎 CSF 中不同物质,29 项研究探究正常胚胎 CSF 对细胞培养或体内的影响。
结果和讨论 - 研究描述
- 胚胎 CSF 的组成:使用人类 E-CSF 的研究极少,仅 3 项。Christiansen 等人(2000)分析了 6 名人类胎儿 CSF 和血清中 α- 甲胎蛋白(AFP)和白蛋白的含量及比值;Zappaterra 等人(2007)首次对人类 E-CSF 进行蛋白质组描述;Feliciano 等人(2014)研究了人类和大鼠 E-CSF 的纳米囊泡及相关成分。此外,还有研究对非人类灵长类、小鼠、鸡等动物的 E-CSF 进行分析,涉及蛋白质、脂蛋白、生长因子等多种成分。总体而言,随着研究方法改进,鉴定出的蛋白质数量增加。
- 鸡胚胎 CSF 的作用
- 体内和体内外实验:体内实验中,E-CSF 引流影响鸡胚胎大脑发育,微注射实验表明 FGF2 在神经发生中起重要作用。体内实验显示,E-CSF 填充的胶原神经导管可促进成年大鼠坐骨神经修复。
- 体外实验:多项体外实验表明,E-CSF 促进神经发生的效果优于基础培养基和 FGF2。其他体外实验还研究了视黄酸(RA)、脂蛋白、SCO - spondin 等物质对细胞增殖、凋亡和神经发生的影响,发现 E-CSF 在促进神经祖细胞增殖和分化方面具有优势。
- 小鼠胚胎 CSF 的作用
- 胚胎脑组织:研究表明,Otx 转录因子影响小鼠胚胎脑皮质外植体增殖,E-CSF 纳米囊泡促进神经发生,不同胎龄的 E-CSF 和羊水对神经发生的影响不同,白血病抑制因子(LIF)在其中起作用。
- 成人大脑组织:研究发现,E-CSF 能促进成年小鼠神经干细胞(NSCs)神经发生,增加年轻神经元数量。不同脑区对 E-CSF 的反应存在差异,E-CSF 在成人大脑神经再生中具有潜在应用价值。
- 大鼠胚胎 CSF 的作用
- 神经细胞 - 胚胎组织:研究显示,E-CSF 促进大鼠胚胎中脑外植体的细胞增殖、存活和神经发生,但效果不如体内对照。E-CSF 对大鼠脑片细胞增殖和迁移的影响与作用部位有关,且不同胎龄的 E-CSF 对神经球的作用不同。
- 神经细胞 - 神经干细胞:研究表明,E-CSF 促进 PC12 细胞增殖,不同胎龄的 E-CSF 神经发生效果不同,20 天胎龄的 E-CSF 神经发生作用减弱。胚胎 CSF 促进成年大鼠海马神经干细胞增殖和向神经元分化,而成年 CSF 促进向胶质细胞分化。
- 间充质干细胞:E-CSF 促进间充质干细胞向神经元分化,不同研究在细胞增殖、与其他因子比较及不同胎龄 E-CSF 作用等方面存在差异。
局限性
目前 E-CSF 研究存在诸多局限。人类 E-CSF 研究稀缺,样本少且存在伦理和技术难题。研究方法多样,包括物种、胎龄、检测物质、分析方法等方面的差异,导致结果难以比较和综合分析。研究质量参差不齐,部分研究在相关指南发布前进行,缺乏规范。
未来方向
未来 E-CSF 研究可从多方面推进。建立胎儿组织生物样本库,规范样本采集并获取知情同意,有助于深入了解 E-CSF 分子组成和功能。研究 E-CSF 对 3D 模型、神经器官 oid 和成年动物模型的影响,能更全面地揭示其在神经发育和再生中的作用。利用先进技术深入研究 E-CSF 蛋白质组,有助于发现生物标志物,推动其在临床治疗中的应用。
结论
现有研究表明,E-CSF 在神经发育中至关重要,其成分独特,对神经祖细胞有增殖、分化和营养作用。然而,研究存在不足,如研究数量减少、质量较低、方法不统一等,限制了对 E-CSF 的深入理解和临床应用。但动物实验证实了 E-CSF 在神经再生中的作用,为后续人体研究提供了科学依据,未来有望在神经发育障碍和再生医学领域取得突破。