第五节 神经再生

早在1928年，神经解剖学家Cajal就观察到，周围神经被切断后，损伤神经近端形成生长锥，发生新芽，并沿残存的神经膜管向神经终末方向生长，最终形成新的神经末梢，并与靶结构重新形成突触，恢复其功能，这种神经的恢复性变化被称为神经再生（neuroregeneration）。人们一直以为，外周神经损伤后可以再生，而成年哺乳动物中枢神经细胞不具备再生能力。1958年Liu和Chambers首先发现，成年哺乳动物中枢神经系统（central nervous system，CNS）损伤后依然具有可塑性。近年研究表明，成年哺乳动物的某些脑区的脑组织仍可不断产生新的神经元，这些细胞（被称为神经前体细胞）主要存在于侧脑室区下层和海马齿状回颗粒细胞下层等处，是一种具有分化为神经元和胶质细胞潜能的神经干细胞，终生能够生成新的神经元。尽管如此，中枢神经再生能力弱及修复困难使中枢神经再生成为是神经科学研究的难题之一。

一、周围神经变性与再生

周围神经系统（peripheral nervous system，PNS）是神经系统的外周部分，其一端与CNS的脑或脊髓相连，另一端通过各种末梢装置与其他器官、系统相联系。与脑相连的部分称脑神经，与脊髓相连的部分称脊神经。根据功能的不同，PNS可分为传入神经和传出神经两种：传入神经将外周感受器上发生的神经冲动传至中枢，传出神经将中枢发出的神经冲动传至外周效应器。

（一）Waller变性

当周围神经轴突被切断后，因损伤处远侧段与神经元胞体分离，导致远侧段轴突终末全长发生溃变。这种溃变是Waller在1850年首次报道的，故称为Waller变性。远侧段轴突的溃变在神经损伤后，轴突迅速发生变化，轴突肿胀，其中的线粒体、神经丝和微管等细胞器均发生崩解，轴突断裂成许多碎片，最后由附近的吞噬细胞吞噬清除。近侧段轴突的溃变中近侧段轴突的变化与远侧段溃变有相同之处，但溃变的方向是由损伤处向胞体方向进行的。机体内的神经元不是孤立存在的，而是所有神经元相互之间都以突触形式相互连接，形成网络。神经元受损变性时，若损伤特别严重还可影响与此神经元连接（上一级或下一级）的神经元发生溃变，这种溃变称为跨越突触变性，也称为跨神经元变性。

（二）神经再生

神经轴突损伤后，如果损伤未导致神经元完全变性，则在发生溃变的同时，也进行着轴突断端和神经元的再生活动。因此神经元的溃变与再生在时间进程上是彼此重叠和不可分割的。

周围神经被切断后，构成髓鞘（质膜部分）的施万（Schwann）细胞一般不会死亡。通常，Schwann细胞在受刺激后，核糖体和线粒体增加，细胞核变大，进行有丝分裂，形成大量的Schwann细胞填充在由其基膜围成的小管（基膜管）内，形成一条由增殖的Schwann细胞所构成的实心细胞索。如果受损伤轴突的神经元能够存活，其胞体的结构约在第3周开始恢复，胞体肿胀逐渐减轻，胞质内尼氏体也逐渐出现，并恢复至常态分布，细胞核恢复到中央的位置。与此同时，恢复中的胞体不断合成新的蛋白质及其他产物沿轴突运送，使近端轴突末端的回缩球长出许多的新生小芽（丝足）。这些新生小芽穿过两端之间的Schwann细胞索，进入基膜管的Schwann细胞索内。通常只有其中一条轴突能延伸至原来所支配的靶细胞，建立原有的联系，修复其功能，其余轴突都逐渐消失。

二、中枢神经变性与再生

中枢神经（脑和脊髓）的变性发生在两个方面：神经元胞体的变性和中枢神经内神经纤维的变性。由于脊髓结构比较单纯，脊髓损伤造成的横贯性损伤的概率比较大，因此，一般都以脊髓横贯性损伤为例，探讨中枢神经纤维变性和再生问题。

（一）脊髓横贯性损伤

脊髓损伤后，损伤部位的脊髓白质神经纤维束被横断，导致其尾侧段神经纤维变性。实际上，有髓神经变性过程和周围神经的Waller变性过程并无本质差异，只是其变性过程较周围神经慢。

（二）中枢神经轴突再生

切断低等脊椎动物如鱼类、两栖类、爬行类和鸟类动物中枢神经的轴突，其神经能成功再生，且能与靶细胞重新建立联系，恢复原有功能。但高等脊椎动物，尤其是成年哺乳动物中枢神经的轴突一般很难再生，再生困难的主要原因不在神经元本身，而在于中枢神经系统微环境可能不适合神经元轴突再生。探索适宜的神经再生微环境，为损伤后的神经创造再生条件非常重要。要实现中枢神经系统损伤后的再生，可通过神经干细胞等细胞移植的方法补充损伤中心区域因破溃、坏死或凋亡而缺失的神经元和胶质细胞；此外要引导损伤周边区域结构中尚完整或仅有突起断裂的神经元突起再生，并应用神经营养因子促进轴突再生；还要解决再生突起穿越胶质瘢痕的问题和消除胶质瘢痕区域的抑制性问题，使神经元突起能向着特定方向、特定目标生长。

（刘训灿 李贞兰）